SE438103B - Forfarande och apparat for dispergering av en forsta vetska i en andra vetska - Google Patents

Description

40 *zsiosiea-fß g 2 det nödvändigt att köldmediet är dispergerat i form av så små droppar som möjligt i saltlaken för att få en större yta som utsättes för eller kommer i kontakt med saltlaken så att en ökad grad av värmeutbyte erhålles. Dessutom bör temperaturen och tätheten av saltlaken i kristalliseringskärlet vara så enhetliga som möjligt.

Med det tidigare kristalliseringskärlet som visas i fig. l,.medför emellertid ett försök att göra hålen 3 mindre för att erhålla mindre droppar av köldmediet, ett större tryckfall vid köldmediets passage genom hålet 3. Vidare vore det nöd- vändigt att starkt trycksätta köldmediet vid införandet i röret 2, och de smâl hålen 3 skulle tendera att täppas igen. i _ Köldmediet som matas ut genom de fasta hålen 3 kastas genom saltlaken 4 och, då det dispergeras i form av droppar i saltlaken, tenderar de små dropparna att aggregera då dropparna, vars hastighet hastigt reduceras pà grund av motståndet i saltlaken 4, hinnes ifatt av de nästföljande dropparna i samma spår. iEn mekanisk omrörare sättes vanligtvis till det konventionella kristalliserings- kärlet för att få saltlaken homogent omrörd, men den kräver en stor energitill- försel för att kunna drivas och ge en effektiv omrörning av-saltlaken 4.

Enligt föreliggande uppfinning, är en ihålig roterbar trumma, vilken uppbäres i ett kristalliseringskärl innehållande en saltlake, utrustad med ett flertal mun~ stycken, vilka sträcker sig radiellt utåt och har mynningar vars diametrar är mindre än diametrarna hos munstyckena. Ett köldmedium införes via en ledning och ett ihâligt skaft in i trumman. Köldmediet brytes ner i små droppar då de sprutas ut genom mynningarna in i saltlaken allt medan trumman roteras. Köldmediet för- hindras att förångas i munstyckena på grund av en tryckskillnad som erhålles genom att mynningarnas diametrar är mindre. - _ Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett förfarande och en apparat för dispergering av en vätska i en annan vätska, med ökad ytkontakt mellan de båda vätskorna för en ökad grad av värmeutbyte däremellan. Ännu-ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en apparat för dispergering av en vätska iden annan vätska, vilken har en anordning för homogen omrörning av den senare vätskan under dispergeringen.

Ovan nämnda och ytterligare ändamål, drag och fördelar med föreliggande upp- finning kommer att framgå av den följande beskrivningen tillsammans med medföljande ritningar. _ Fig. l är en schematisk bild av en kristalliseringsapparat enligt tidigare känd teknik; , fig. 2 är en schematisk bild av en kristalliseringsapparat konstruerad i enlighet med föreliggande uppfinning; E fig. 3 är en förstorad, vertikal, tvärsnittsbild av en roterande trumma; och fig. 4 är en mikroskopisk bild av en partikelladdad vätska.

Såsom visas i fig. 2, har en kristalliseringsapparat, vilken allmänt betecknas I is 40 7910519-3 med nr 10, en speciell användning som en anläggning för avsaltning av havsvatten och omfattar en kristalliseringsbehâllare eller kärl 11 försett med ett par till- slutna ändar 12 och 13 och innehållande en lämplig saltlake 14, som t.ex. havs- vatten, vilket kan tillföras från en behållare (visas icke) via en tillförsel- ledning 15, som är fäst vid kärlets ände 12 och leder in i kärlet ll. En lång- sträckt, roterande trumma 16 är placerad i den undre delen av kärlet ll och upp- bäres horisontellt av ett par axlar 17, 18, vilka sträcker sig, roterbart, genom kärlets ändar 12 resp. 13. Trumman 16 är ihålig och har på omkretsytan ett flertal munstycken 19, vilka sträcker sig radiellt utåt från trumman 16, såsom visas i fig. 3. Vardera av munstyckena 19 är förenade med det inre av den ihåliga trumman 16 och har en mynning 20 i dess fria ände, varvid mynningen 20 har en diameter som är mindre än diametern hos munstycket 19.

Axlarna 17, 18 är roterbart lagrade i ett par axellager 21 resp. 22, vilka är monterade på ett par hållare 23 resp. 24, fästade vid kärlet ll. Axlarna 17, 18 sträcker sig genom ett par packningar 25 resp. 26, vilka är fästa vid kärlets ändar 12 resp. 13 för att hindra saltlaken 14 från att läcka ut ur kärlet ll längs axlarna 17, 18. Axeln 17 är ihålig och är kopplad, för vätskekommunikation, till en ledning 27, för införande av ett flytande köldmedium som t.ex. butan genom ett roterande förband 28. Trumman 16 roteras av en drivtrissa 29, vilken är mon- terad på en axel 18 och drives av en rem 30, som löper runt en drivtrissa 31 fast- gjord vid den utgående axeln av en elektrisk motor 32.

Vid drift, tillföres saltlaken 14 via ledningen 15 till kärlet 11, tills trumman 16 är fullständigt nedsänkt. Motorn startas då för att rotera trumman 16 vid en relativt hög hastighet, varvid det flytande köldmedium som införts via ledningen 27 dispergeras i form av små droppar genom mynningarna 20 in i saltlaken 14. Köldmediet, då det kommer in i saltlaken 14, föràngas då värme tages ifrån saltlaken 14. Det förángade köldmediet stiger uppåt in i ett utloppsrör 33, vilket är fäst vid den övre delen av kärlet ll. Saltlaken 14 kyles ner genom förángningen av köldmediet och när dess temperatur sjunker under en viss punkt, börjar små is- kristaller utvecklas i kärlet ll. Iskristallerna matas ut genom ett slamav1opps~ rar 34, viiket är fast vid kariets ände is.

Med ett sådant arrangemang, eftersom trumman 16 roteras vid en relativt hög hastighet i saltlaken 14, är skillnaden i hastighet mellan de yttre ändarna av munstyckena 19 och saltlaken 14 som hålles i kontakt därmed, avsevärt stor och det köldmedium som kommer ut ur mynningarna 20 brytes med kraft sönder i små droppar, vilka dirigeras i olika riktningar och är förhindrade att förena sig med varandra.

Således är dropparna av köldmedium små och den yta som utsättes för saltlaken 14 mycket stor, vilket resulterar i en ökad grad av värmeutbyte mellan köldmediet och saltlaken 14. Apparaten 10 enligt föreliggande uppfinning kan bilda iskristaller med en högre produktionshastighet. Medan trumman 16 roteras, utbildas ett statiskt l0 l5 40 evsiosie-z tryckfall vid de yttre ändarna av munstycket l9, vilket orsakar att köldmediet , i trumman l6 suges ut genom mynningarna 20. Ett sådant sug som är resultatet från rotationen av trumman, tillsammans med centrifugalkrafterna som verkar på köld- mediet, tjänar till att reducera varje tryck, som verkar för att tvinga köldmediet att tillföras trumman l6 via ledningen 27. Vid vissa arrangemang, kan en sådan tillförande trycksättning avvaras. Den hastighet varmed iskristallerna bildas kan kontrolleras genom att ändra rotationshastigheten av trumman l6. I Mynningarna 20 vid de fria ändarna av munstyckena l9, framkallar en tryck: skillnad mellan köldmediet i munstyckena l9 och saltlaken l4 för att förhindra r att köldmediet förångas i.trumman l6 och munstyckena l9. Storleken hos mynningarna bestämmas med avseende på önskad tryckskillnad, för att förhindra att köldf gmediet förángas i trumman 16 och munstyckena l9.

Variationer i mynningens storlek, t.ex. en förstoring därav, har liten direkt effekt på storleken-av de köldmedelspartiklar som produceras. Mera speciellt-är det föredraget att dropparna av köldmedium, direkt efter det att de dispergerats i saltlaken l4. bör ha en diameter av ca 0,3 mm eller mindre eftersom bubblor av förångat köldmedium, med en diameter av ca 3 mm är lämpliga för en effektiv kontakt mellan köldmediet och saltlaken l4. Denna numeriska begränsning baseras på det faktum att förhållandet mellan köldmediets volym då det är förångat och köldmediet då det är i flytande form är ca 1000 och således är diametern hos en droppe av förångat köldmedium ca 10 ggr större än en droppe av flytande köldmedium. Enligt konventionell teknik, måste sådana små droppar av flytande köldmedium produceras med hjälp av extremt små diametrar hos mynningarna i fasta munstycken och således krävs ett högt tryck för att tvinga köldmediet in i munstyckena. Men enligt föreliggande uppfinning roteras trumman l6 vid hög hastighet för att bilda små droppar av köldmedium och, såsom nämnts ovan, är det inte nödvändigt med något högt tryck på köldmediet.

Ett experiment har utförts under användning av tung olja såsom saltlake och vatten såsom köldmedium. Vattendroppar dispergerade i den tunga oljan hade en stor- blek av ca l0-20 lim, såsom visas i fig. 4. Även under annorlunda förhållanden, är det troligt att vid dispersion, köldmediet brytes ned till små droppar med en stor- lek av 300 yzm eller 0,3 mm vilket är mer än l0 ggr större än_storleken av vatten- dropparna såsom beskrivits ovan. _ 0 Saltlaken l4 omröres och homogeniseras tillräckligt av munstyckena l9, som skjuter ut från trumman 16 då den roterar i saltlaken l4. Den yttre diametern och längden av munstyckena ]9.beror på graden av önskad omröring och homogenisering av saltlaken l4. Även om ett visst föredraget utförande har visats och beskrivits i detalj, är det underförstått att olika ändringar och modifikationer kan göras inom ramen för uppfinningen och de medföljande kraven. rr..- __ , g riv-fw.

Fogmräfl .šf å kw! ä-ëäiš Ib-í wji-ïyri anar*

Claims (3)

1. TO 15 20 25 7910519-3 s PATENTKRAV l. Förfarande för dispergering av en första vätska i en andra vätska, k ä n n e t e c k n a t av att 7 a) en ihålig trumma roteras i ett kärl, vilket innehåller den andra vätskan, varvid den ihåliga trumman har ett flertal munstycken med mynningar; b) den första vätskan införes i trumman; och att c) den första vätskan matas ut genom mynningarna in i en andra vätska, varvid den första vätskan brytes sönder i små droppar på grund av en hastighetsskillnad mellan mynningarna och den andra vätskan.

2. Apparat för dispergering av en första vätska i en andra vätska, k ä n n e- t e c k n a d av a) ett kärl (ll) innehållande den andra vätskan (l4); b) en ihålig trumma (lö), vilken är roterbart uppburen i kärlet (ll) så att den är neddoppad i den andra vätskan (l4), varvid den ihåliga trumman (lö) har ett flertal munstycken (l9), vilka sträcker sig radiellt utåt och har mynningar (20) vars diametrar är mindre än diametrarna hos munstyckena; c) en anordning (27, 28) för införande av den första vätskan i den ihåliga trumman (l6); d) en drivanordning (29-32) för rotering av trumman (16) i den andra vätskan (l4); varvid e) den första vätskan matas ut såsom små droppar i den andra vätskan (14) vid rotation av trumman (l6). I

3. Apparat enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att den omfattar ett par axlar (l7, l8) med hjälp av vilka den ihåliga trumman (l6) är roterbart upp- buren i kärlet (ll), där den ena axeln (17) är ihålig och sträcker sig genom kärlet (ll) och där införselanordningen (27, 28) omfattar en ledning (27), vilken är kopplad, för vätskekomunikation, med den ena av axlarna (l7).