RO113117B1 - Aparat de distilare - Google Patents

Description

Prezenta invenție se referă la un aparat de distilare, pentru evaporarea unui lichid și pentru condensarea lui ulterioară, aparatul cuprinzând mai multe elemente plate sub formă de sac, dintr-un material pelicular, ca de exemplu, peliculă plastică, plasate una în fața celelilalte, elementele servind drept elemente schimbătoare de căldură între un lichid de vaporizare care curge de-a lungul suprafeței exterioare a elementelor și vaporii de condensare care sunt direcționați spre interiorul elementelor și un compresor pentru creșterea presiunii și temperaturii vaporilor generați înaintea dirijării lor către partea interioară a elementelor.

Un aparat de distilare de tipul celui menționat de mai sus este descris în, de exemplu, FI Lay-Open Prinț 79948 și în Cererea de Brevet Internațională corespunzătoare WO 90/01977. Prima utilizare a acestui tip de aparat de distilare a fost pentru producerea de apă proaspătă din apă de mare. Țevile schimbătoare de căldură sau plăcile schimbătoare de căldură utilizate în stadiul tehnicii pentru distilarea apei de mare erau susceptibile de contaminare, iar natura corosivă a apei de mare cauzează probleme de coroziune în ele, necesitând utilizarea unor materiale scumpe necorodabile, ca de exemplu, titan și cupru-nichel. Prin utilizarea elementelor de distilare sub formă de saci realizați din peliculă plastică au fost eliminate aceste dezavantaje întrucât pelicula plastică este ieftină, necorodabilă și datorită rezistenței sale este mai puțin susceptibilă la contaminare. Orice contaminant ce poate adera pe membrane poate fi îndepărtat prin scuturare, modificând presiunea ce domină interiorul elementelor. A fost posibilă compensarea slabei conductivități termice a plasticului per se, utilizând în aparatul de distilare o peliculă foarte subțire și un număr mare de elemente subțiri având o suprafață mare schimbătoare de căldură.

Aparatul de distilare conform FI LayOpen Prinț 79948 conține deasupra elementelor de tip membrane de plastic, un bazin obișnuit de distribuire pentru apa ce trebuie evaporată, din care lichidul curge prin conducte în spațiul dintre elemente. Vaporii generați pe suprafețele exterioare ale elementelor sunt direcționați către o suflantă care îi ventilează la presiune mare și temperatură spre interiorul elementelor prin orificiile din laturile lor.

Sistemul descris are dezavantajul că lichidul de vaporizare nu poate fi distribuit uniform pe toată suprafața elementelor, rămânând astfel neexploatată o parte din eficiența potențială a evaporării. Astfel, în aparatul descris, distribuirea vaporilor ventilați în interiorul elementelor nu are loc în cel mai bun mod posibil. Astfel, schimbul de căldură dintre lichidul de vaporizare pe suprafața exterioară a elementelor și vaporii condensați în interiorul elementelor rămâne incomplet.

Aparatul de distilare conform invenției înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că, acest aparat cuprinde mai multe elemente plate sub formă de saci, realizate dintr-un material pelicular, ca de exemplu peliculă plastică, și plasate unul în fața celuilalt, elemente care au rol de elemente schimbătoare de căldură între lichidul de vaporizare ce curge de-a lungul suprafețelor exterioare ale elementelor și vaporii de condensare direcționați spre interiorul elementelor și un compresor pentru mărirea presiunii și temperaturii vaporilor generați înaintea direcționării lor spre interiorul elementelor, și se caracterizează prin aceea că, la capătul superior al fiecărui element sub formă de saci este prevăzută o bandă terminală de structură celulară și realizată din material plastic, această bandă având lărgimea elementului, numita bandă conținând un panou în care spațiul dintre doi pereți opuși este divizat de pereți despărțitori paraleli în canale paralele de lărgime egală, astfel încât aceste canale să formeze canale descendente de alimentare care distribuie lichidul de evaporat peste întreaga întindere a suprafeței elementului.

Obiectivul prezentei invenții este de a realiza un aparat de distilare în care schimbul de căldură este mărit, în special prin determinarea împrăștierii lichidului ce trebuie să fie evaporat mai uniform decât s-a realizat în stadiul tehnicii, pe suprafața

RO 113117 Bl exterioară a elementelor. Invenția se caracterizează prin aceea că la capătul superior al fiecărui element sub formă de sac este prevăzută o bandă terminală sub formă de fagure având efectiv lărgimea elementului, bandă cuprinzând canale paralele de alimentare separate unele de altele cu pereți despărțitori, canalele distribuind lichidul de evaporat peste toată lărgimea suprafeței elementului.

Conform unei îmbunătățiri preferate a invenției, banda terminală sub formă de fagure cuprinde un panou cu structură de fagure, în care spațiul dintre doi pereți opuși este împărțit de pereți despărțitori paraleli transversali în canale paralele de întindere egală. Un astfel de panou de plastic sub formă de fagure este un produs comercial accesibil, care a fost deja folosit până acum în diferite structuri de sprijin sau structuri izolatoare, în care canalele au prevăzut goluri servind ca izolatori și făcând structura mai ușoară. în prezenta invenție, acestea reprezintă un sistem simplu și ieftin de canale de curgere obținut pe suprafața exterioară a elementului, cât și distribuirea foarte uniformă a vaporilor de condensat în interiorul elementului, realizându-se astfel cel mai bun schimb de căldură între vaporii de condensare și lichidul de vaporizare.

□ îmbunătățire cea mai preferată a sistemului prezentat mai sus este acela în care fagurele ce conține banda terminală are pe ambele părți ale canalelor de alimentare a lichidului ce ajung la partea interioară a elementului, canale alimentatoare care distribuie lichidul de evaporat pe ambele suprafețe exterioare ale elementului. Avantajul obținut astfel constă în aceea că eficiența evaporării nu va depinde de peliculele de pe suprafețele elementelor adiacente, fiind cu precizie plasate unele în fața celorlalte; lichidul va fi distribuit pe toate suprafețele chiar dacă elementele din aparat sunt localizate puțin depărtate unele de altele. în afară de banda terminală sub formă de fagure de la capetele superioare ale elementelor, aparatul de distilare conform invenției poate avea la partea de jos a fiecărui element o bandă terminală sub formă de fagure, având lărgimea elementului, banda terminală cuprinzând canale paralele pentru îndepărtarea restului de lichid rămas nevaporizat. Pentru banda terminală a capetelor inferioare ale elementului este de asemenea posibil să se folosească panouri de plastic cu structură de fagure ce sunt accesibile comercial, în care spațiul dintre doi pereți opuși este împărțit de pereți despărțitori peraleli transversali în canale paralele de întindere egală.

Banda terminală de la partea de jos a elementului este de preferat alcătuită dintr-un fagure în mijlocul căruia spațiul dintre doi pereți este împărțit în canale de evacuare paralele pentru lichidul condensat în interiorul elementului și în care pe ambele laturi ale numitului spațiu, spațiile dintre pereții opuși sunt împărțiți în canale de evacuare a lichidului care a rămas necondensat pe suprafețele exterioare ale elementului. Canalele de evacuare pentru lichidul condensat care reprezintă distilatul obținut pot fi direcționate către un spațiu comun de colectare pe latura elementelor, având în vedere faptul că canalele de evacuare pentru lichidul necondensat sunt de preferință verticale, caz în care ele vor elimina lichidul pe la baza aparatului pe ruta cea mai scurtă. Pot fi necesare canele suficient de largi pentru evacuarea lichidului, în special atunci când aparatul se utilizează pentru concentrarea suspensiilor, ca de exemplu apele reziduale de la decolorare în fabricile de celuloză, evitând astfel riscul prezenței solidelor în suspenie ce ar înfunda canalele.

Invenția este descrisă mai jos în detaliu cu ajutorul exemplului de realizare, în care sunt prezentate toate îmbunătățirile invenției cu referire la desene, care reprezintă:

- fig. 1, o secțiune transversală schematică a unui aparat de distilare conform invenției;

- fig. 2, o vedere laterală a unui element sub formă de sac aparținând aparatului de distilare conform fig. 1;

- fig. 3, o secțiune prin lll-lll în fig. 2;

RO 113117 Bl

- fig. 4, o secțiune prin IV-IVîn fig. 2;

- fig. 5, o secțiune prin V-V în fig. 2 și

- fig. 6, o secțiune prin VI-VI în fig.

2.

Aparatul de distilare, conform fig. 1, cuprinde un cadru 2, care definește un spațiu în care se găsesc mai multe elemente de forma unor saci 3, confecționate din peliculă plastică subțire, plasate una în fața celeilalte. La capătul superior al fiecărui element 3 este o bandă terminală 4 din plastic, sub forma unui fagure, un capăt al fiecăruia comunicând cu un bazin de distribuție 5 comun tuturor elementelor ce conțin lichidul de evaporat, iar capătul inferior comunicând cu camera de alimentare 6 ce conține vaporii de condensat, care este de asemenea comună tuturor elementelor. La partea de jos a fiecărui element 3 există o bandă terminală 7 din plastic, sub formă de fagure, un capăt al acesteia comunicând cu un vas de colectare 8 pentru distilatul condensat din vapori și sub care fundul cadrului a fost realizat sub forma unui bazin de colectare 9 pentru lichidul rămas nevaporizat în aparat. între benzile terminale 4, 7, fiecare element sub formă de sac 3 este prevăzut cu două membrane opuse de plastic 11, care au fost îmbinate unele cu altele de-a lungul unor linii verticale în zig-zag 10. Liniile 10 delimitează în interiorul elementului 3 canale verticale 12, ce se întind de la un capăt al elementului până la celălalt capăt, în care vaporii condensează în lichid. Liniile 10 nu sunt continue, deoarece includ întreruperi prin care vaporii sau lichidul pot trece de la un canal 12 la altul într-o măsură limitată. Vaporii generați din lichidul alimentat pe suprafața exterioară a elemetelor 3 curg din spațiul dintre elemente, conform săgeților 13 din fig. 1, într-o cameră de admisie 14 ce înconjoară elementele, cameră din care, cu ajutorul unei suflante 15 ce joacă rol de compresor, vaporii sunt dirijați la presiune mare și temperatură printr-o conductă 16 către camera de alimentare cu vapori de la partea de sus a aparatului.

Conducta de admisie pentru lichidul de distilat care conduce până la bazinul de distribuție 5 este indicată prin reperul 17 din fig. 1. Conducta de evacuare pentru distilatul obținut este indicată prin reperul 18, iar conducta de evacuare a lichidului nevaporizat este indicată de reperul 19. Distilatul eliminat și lichidul rămas nevaporizat se folosesc în schimbătoarele de căldură 20 pentru preîncălzirea lichidului ce trebuie distilat.

Structura și modul de operare al fiecărui element 3 din aparatul de distilare luat individual pot fi văzute mai detaliat în fig. 2 τ 6. Funcția benzii terminale 4 de la capătul superior al elementului este de a distribui vaporii de condensat, dirijați prin camera de alimentare 6 cât de uniform este posibil în canalele verticale 12 în interiorul elementului și de a distribui lichidul ce trebuie evaporat, care se găsește în bazinul de distribuție 5, cât de uniform este posibil pe suprafețele exterioare opuse 21 ale elementului. Funcția benzii terminale 7 de la capătul de jos al elementului este de a colecta lichidul condensat în canalele 12 în interiorul elementului și de a-l direcționa sub formă de distilat obținut către un vas de colectare 8 și de a permite lichidului care a rămas nevaporizat pe suprafețele ale elementului să curgă în bazinul colector 9 de la baza aparatului.

Banda terminală superioară 4 a elementului cuprinde, conform fig. 2 4, un fagure alcătuit din trei panouri din plastic rectangulare, opuse, având formă de fagure 22. în fiecare din aceste panouri spațiul dintre pereții opuși 23 este împărțit de pereți despărțitori paraleli transversali 24 în canale paralele de lărgime egală. Canalele din mijlocul panoului fagure al benzii formează canalele 25 ce duc către interiorul elementului pentru vaporii de condensat, iar canalele din panourile fagure de pe ambele lor părți constituie canalele de alimentare 26 pentru lichidul de evaporat care ajung pe suprafețele exterioare opuse 21 ale elementului. După cum se poate vedea în

RO 113117 Bl fig. 2, canalele de alimentare 25 pentru vaporii de condensat sunt verticale, caz în care ele direcționează vaporii vertical în canalele 12 realizate în interiorul elementului prin îmbinare, în timp ce : canalele de alimentare 26 pentru lichidul de evacuare sunt așezate oblic de la capătul 27 al benzii terminale 4 spre latura 28 a benzii, de unde lichidul curge pe suprafețele 21 ale elementului. Atât vaporii ι o dirijați spre interiorul elementului 3, cât și lichidul direcționat pe suprafețele sale 21, pot astfel să fie ditribuite uniform peste toată lărgimea elementului, realizându-se în acest fel cel mai eficient i.^c schimb de căldură între faza de vapori și faza de lichid.

Banda terminală sub formă de fagure 7 de la partea de jos a fiecărui element este structural similară cu banda 2 o terminală 4 de la partea superioră a elementului. Există totuși o diferență ce constă în faptul că din cele trei panouri fagure opuse 29 ale porțiunii 7, cel din mijloc conține canalele 31 orientate oblic 25 înspre capătul 30 al structurii, ce comunică cu canalele verticale 12 îmbinate în interiorul elementului și ce servesc drept canale de evacuare a lichidului condensat în interiorul elementului, pe când în 30 panourile fagure pe ambele părți ale acestora canalele 32 sunt verticale și servesc drept canale de evacuare pentru lichidul rămas nevaporizat.

Pentru un specialist în domeniu este 35 evident faptul că diferitele cazuri particulare ale invenției nu se bazează numai pe exemplele de mai sus, putând varia în cadrul scopului din revendicările ce însoțesc descrierea. Este de exemplu 40 avantajos dacă canalele verticale 12 în zigzag din elementele adiacente ar fi montate în cruce, caz în care elementele nu ar adera unele pe celelalte, iar lichidul descendent de evaporat ar rămâne mult 45 mai uniform distribuit pe exteriorul suprafețelor 21 ale elementelor.

Dacă elementele 3 sunt identice ar solicita fiecare element secundar, caz în care bazinul 5 de distribuție a lichidului 50 și vasul 8 de colectare a distilatului din aparat ar trebui să fie conectate la ambele capete, atât ale benzii terminale superioare 4, cât și ale benzii terminale inferioare 7.

Claims (7)

1. Revendicări

   1. Aparat de distilare, pentru evaporarea lichidelor și pentru condensarea ulterioară a acestora, aparatul cuprinzând mai multe elemente plate sub formă de saci, realizate dintr-un material pelicular, ca de exemplu, peliculă plastică, și plasate unul în fața celuilalt, elemente servind drept elemente schimbătoare de căldură între lichidul de vaporizare ce curge de-a lungul suprafețelor exterioare ale elementelor si vaporii de condensare direcționați spre interiorul elementelor și un compresor pentru mărirea presiunii și temperaturii vaporilor generați înaintea direcționării lor spre interiorul elementelor, caracterizat prin aceea că, la capătul superior al fiecărui element (3) sub formă de sac, este prevăzută o bandă terminală [4] de structură celulară și realizată din material plastic, această bandă având substanțial lărgimea elementului, numita bandă conținând un panou (22) în care spațiul dintre doi pereți opuși (23) este divizat de pereți despărțitori paraleli reciproc (24) în canale paralele (26) de lărgime egală, astfel încât aceste canale să formeze canale descendente de alimentare, care distribuie lichidul de evaporat peste întreaga întindere a suprafeței elementului.
2. 2. Aparat de distilare conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, aceste canale (26) de alimentare cuprinse în banda terminală (4) încep de la un capăt (27) al benzii, de unde sunt orientate oblic către în jos spre latura (28) a benzii de unde lichidul este distribuit.
3. 3. Aparat de distilare conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că, respectivele canale de alimentare (26) ale diferitelor elemente (3) încep din vasul de lichid comun (5) de pe latura benzii terminale (4).
4. 4. Aparat de distilare conform oricăreia dintre revendicările 1 la 3,

   RO 113117 Bl caracterizat prin aceea că, banda terminală (4) cuprinde o structură în care spațiul dintre doi pereți opuși (23) este împărțit în canale paralele [26] ce alimentează lichidul de evaporat pe suprafața exterioară (21) a elementului și în care spațiul adiacent dintre doi pereți opuși este împărțit în canale paralele (25) ce alimentează vaporii de condensat pe partea din interior a elementului.
5. 5. Aparat de distilare conform revendicării 4. caracterizat prin aceea că. banda terminală (4) cuprinde o structură în mijlocul căreia spațiul dintre doi pereți opuși este divizat în canale paralele (25) pentru alimentarea vaporilor de condensat pe partea interioară a elementului și în care pe ambele părți ale acestui spațiu, spațiul dintre doi pereți opuși (23) este divizat în canale paralele (26) pentru alimentarea lichidului de evaporat pe suprafața exterioară (21) a elementelor.
6. 6. Aparat de distilare, conform oricăreia dintre revendicările 1 la 5, caracterizat prin aceea că, la capătul inferior

   1Q al fiecărui element (3) sub formă de sac, există o bandă terminală (7) cu structură celulară, această bandă având substanțial lărgimea elementului și conținând mai multe canale paralele de evacuare (32) pentru lichidul rămas nevaporizat, banda terminală (7) cuprinde un panou din plastic (29). în care spațiul dintre doi pereți opuși este împărțit de pereți despărțitori paraleli reciproc, transversali, în canale paralele (32) de lărgime egală.
7. 7. Aparat de distilare conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că, banda terminală (7) de la capătul inferior al elementului (3) cuprinde o structură în mijlocul căreia spațiul dintre doi pereți opuși este împărțit în canale paralele de evacuare (31) pentru lichidul condensat în interiorul elementului și în care pe ambele părți ale acestui spațiu, spațiile dintre pereții opuși sunt împărțite în canale de evacuare (32) pentru lichidul rămas nevaporizat pe suprafețele exterioare (21) ale elementului.