SE456795B - Sepn. method for liq. component from mixt. - Google Patents
Sepn. method for liq. component from mixt.Info
- Publication number
- SE456795B SE456795B SE8700553A SE8700553A SE456795B SE 456795 B SE456795 B SE 456795B SE 8700553 A SE8700553 A SE 8700553A SE 8700553 A SE8700553 A SE 8700553A SE 456795 B SE456795 B SE 456795B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- flow
- carrier gas
- mixture
- evaporator
- condenser
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/14—Evaporating with heated gases or vapours or liquids in contact with the liquid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Description
456 795 En separationsprocess kan sålunda utföras med hög energi- verkningsgrad vid valfri trycknivå och inom valfritt tempe- raturomrâde understigande kokpunkt för den flyktiga kompo- nenten, vilket utgör ett första syfte med uppfinningen. 456 795 A separation process can thus be carried out with a high energy efficiency at any pressure level and within any temperature range below the boiling point of the volatile component, which constitutes a first object of the invention.
Speciellt kan väljas en trycknivå lika med atmos- färtryck och väljas ett temperaturomtåde anpassat till nyttjande av värmeväxlaryta av plastmaterial. Härigenom kan en processapparatur byggas med enkla, effektiva och korro- sionsstabila medel, vilet utgör ett andra syfte med upp- finningen.In particular, a pressure level equal to atmospheric pressure can be selected and a temperature range adapted to the use of heat exchanger surface of plastic material can be selected. In this way, a process equipment can be built with simple, efficient and corrosion-stable means, the rest being a second object of the invention.
Temperaturomrâde för en separationsprocess kan vidare väljas för att förhindra kvalitetsnedsättning av värmekänsliga blandningar, vilet är ett tredje syfte med uppfinningen. _ Dessa syften och andra, nedan nämnda, uppnås med ett förfarande vidare kännetecknat av att ett flöde av en vätska cirkuleras i efter varandra följande värmeöver- föringssteg från kontakt till sagda blandning, via kontakt i en kylare med en yttre värmesänka, via kontakt till sagda bärgas i sagda kondensor, via kontakt i en värmare med en yfire värmekälla och åter till sagda kontakt till sagda blandning.Temperature range for a separation process can further be selected to prevent quality reduction of heat-sensitive mixtures, the rest being a third object of the invention. These objects and others, mentioned below, are achieved by a method further characterized in that a flow of a liquid is circulated in successive heat transfer steps from contact to said mixture, via contact in a cooler with an external heat sink, via contact to said salvaged in said condenser, via contact in a heater with a heat source and back to said contact to said mixture.
Ett ytterligare syfte är förenklad och ytterst effektiv entalpiöverföringsyta genom bruk av den flyktiga komponenten såsom värmebärande vätska. t Ytterligare ett syfte är ett sätt att genomföra en separationsprocess över ett brett temperaturomrâde med vidare förbättrad energiverkningsgrad.A further object is the simplified and highly efficient enthalpy transfer surface by using the volatile component as a heat-carrying liquid. Another object is a method of carrying out a separation process over a wide temperature range with further improved energy efficiency.
Ytterligare ett syfte är att åstadkomma en separationsprocess, som kan drivas med en vätska/vätska värmepump för vidare förbättrad energiverknongsgrad.Another object is to provide a separation process, which can be operated with a liquid / liquid heat pump for further improved energy efficiency.
Uppfinningen beskrives mera i detalj nedan r an- slutning till ritningarna. Förfarandets grundläggande princip är i fig.1 illustrerad i ett temperatur/entalpi diagram och i fig.2 i en apparatsektion. Förfarandet drivet inom ett utökat temperaturomrâde är i fig. 3 illustrerat i ett temperatur/entalpi diagram och i fig. 4 i en appa- ratsektion. 3 456 795 Fig. 5-12 illusterar förfarandet vid olika sätt för värme- överföring till en blandning. Sålunda visar fig.5 i sektion direkt värmeöverföring genom membran till en flytande blandning. Fig. 6 illustrerar i en apparatsektion indirekt värmeöverföring till en flytande eller fast blandning medelst en ångmättad bärgas och fig. 7 och 8 detaljsektioner härav. Ett sätt för indirekt värmeöverföring till en granu- lerad fast blandning med hjälp av cirkulerad varmgas är i fig. 9 illustrerat i ett temperatur/entalpi diagram och i fig. 10 och 11 i apparatsektioner. Fig. 12 illustrerar i ett temperatur/entalpidiagram torkning av virke.The invention is described in more detail below in connection with the drawings. The basic principle of the method is illustrated in Fig. 1 in a temperature / enthalpy diagram and in Fig. 2 in an apparatus section. The method operated within an extended temperature range is illustrated in Fig. 3 in a temperature / enthalpy diagram and in Fig. 4 in an apparatus section. 3 456 795 Figs. 5-12 illustrate the method of different methods of heat transfer to a mixture. Thus, Fig. 5 in section shows direct heat transfer through membranes to a liquid mixture. Fig. 6 illustrates in an apparatus section indirect heat transfer to a liquid or solid mixture by means of a steam-saturated carrier gas and Figs. 7 and 8 detail sections thereof. A method for indirect heat transfer to a granulated solid mixture by means of circulating hot gas is illustrated in Fig. 9 in a temperature / enthalpy diagram and in Figs. 10 and 11 in apparatus sections. Fig. 12 illustrates in a temperature / enthalpy diagram drying of wood.
Med hänvisning till fig. 1 och 2 drives ett flöde 3' av en inert bärgas 3 utmed en utsträckt evaporator 4 i evapo- rativ överföringskontakt till en blandning 2, utspriden i evaporatorn 4. Från sin inloppssida till sin utloppssida i evaporatorn förändras gasflödet 3 med en temperaturstegring +At2 och en entalpiökning +Ai2, varvid den sistnämnda väsentligen består av àngbildningsvärme i ett flöde 1" av en flyktig komponent 1, i ângform utdriven ur blandningen 2.Referring to Figs. 1 and 2, a flow 3 'of an inert carrier gas 3 is driven along an extended evaporator 4 in evaporative transfer contact to a mixture 2, dispersed in the evaporator 4. From its inlet side to its outlet side of the evaporator, the gas flow 3 changes with a temperature rise + At2 and an enthalpy increase + Ai2, the latter consisting essentially of heat of vapor formation in a flow 1 "of a volatile component 1, in vapor form expelled from the mixture 2.
Angbildningsvärme må till en liten del tillgodoses av värmeinnehåll i blandningen, men är väsentligen tillförd blandningen från ett flöde 1' av en vätska 11. Värme kan som beskrives nedan med direkta eller indirekta medel överföras till blandningen 2 i motström mot flödesriktningen av bär- gasen 3, varvid vätskan 11 förändras med en motsvarande entalpiförlust -Aiz och en ett väsentligen lika stort temperaturfall -A t2 . ' I ett temperatur/entalpi diagram enligt fig. 1 beskrives tillståndet av bärgasen 3 medelst en kurva C', vilken representerar ett avsnitt "k" av en kurva C, vilken beskriver entalpi för en bärgas 3, mättad med ånga av den flyktiga komponenten 1. Motsvarande tillstånd för vätskan 11 är i diagrammet beskrivet av en rät linje "A", entalpi ochtemperatur varande proportionella.Heat of formation may to a small extent be supplied by heat content in the mixture, but is substantially supplied to the mixture from a flow 1 'of a liquid 11. Heat can be transferred to the mixture 2 by direct or indirect means in countercurrent to the flow direction of the carrier gas 3 as described below. , whereby the liquid 11 changes with a corresponding enthalpy loss -Aiz and a substantially equal temperature drop -A t2. In a temperature / enthalpy diagram according to Fig. 1, the state of the carrier gas 3 is described by means of a curve C ', which represents a section "k" of a curve C, which describes the enthalpy of a carrier gas 3, saturated with steam of the volatile component 1 The corresponding state of the liquid 11 is described in the diagram by a straight line "A", enthalpy and temperature being proportional.
En omvänd process sker i en kondensor 5, vari vätskeflödet 1' och bärgasflödet 3', båda flöden överförda från evaporatorn 4, drives i motströms entalpiöverföring till varandra. I diagrammet, fig. 1, är kondensortillstând 456 795 -y 4 för bärgasen 3 beskrivna av en kurva CE, med gasen för- ändrad i temperatur -At4 och i entalpi -A14 under utfäll- ning av ett flöde 1" av kondenserad flyktig komponent 1.A reverse process takes place in a condenser 5, in which the liquid flow 1 'and the carrier gas flow 3', both flows transferred from the evaporator 4, are driven in countercurrent enthalpy transfer to each other. In the diagram, Fig. 1, condenser conditions 456 795 -y 4 of the carrier gas 3 are described by a curve CE, with the gas changed in temperature -At4 and in enthalpy -A14 during precipitation of a flow 1 "of condensed volatile component 1.
Omvänt förändras vätskan 11 väsentligen med en temperatur- stegring +A t4 och en entalpivinst +Åi4 och kondensortill- stånd för vätskan är i diagrammet beskrivna av en rät linje "B". För arbetstillstånd med bärgasen 3 fullt mättad med ånga av den flyktiga komponenten 1 är kurvorna C' och Ci identiska. Företrädesvis nyttjas flyktig komponešt 1 för sagda vätska 11. Kondensering kan härigenom på känt sätt genomföras som direkt våt entalpiöverföring och kondensation mellan bärgasen 3 och vätskan 1 sprinklad över en kontaktkropp 55 i en vertikalt utsträckt kondensor 5, varvid sagda flöde 1" av flyktig komponent kontinuerligt separeras från från ett väsentligt större cirkulerat flöde 1' vid ett utlopp från botten av kondensorn_ De räta linjerna "A" och "B" måste i diagrammet fig.1, uppenbart omsluta de krökta linjerna CÉ och Ci tillika med utrymme för den värmegradient, som är erforder- lig för beskrivna värme- och entalpiöverföringar. Ett slu- tet processkretslopp och en drivkraft för processen uppnås med ett kylsteg i en kylare 62, vari vätskan 11, Överförd från "A" till "B", kyles mot en yttre värmesänka 8 under förändring i temperatur -At3 och entalpi fAi3. I ett värmningssteg från "B" till "A" är vätskan 11 värmd i en värmare 61 av en yttre värmekälla 7 med vätskan förändrad i temperatur +át1 och i entalpi +Ai1.Conversely, the liquid 11 changes substantially with a temperature rise + A t4 and an enthalpy gain + Åi4 and the condenser state of the liquid is described in the diagram by a straight line "B". For working conditions with the carrier gas 3 fully saturated with vapor of the volatile component 1, the curves C 'and Ci are identical. Preferably, volatile component 1 is used for said liquid 11. Condensation can hereby be carried out in a known manner as direct wet enthalpy transfer and condensation between the carrier gas 3 and the liquid 1 sprinkled over a contact body 55 in a vertically extending condenser 5, said flow 1 "of volatile component continuously separated from a substantially larger circulating flow 1 'at an outlet from the bottom of the condenser_ The straight lines "A" and "B" must in the diagram fig.1, obviously enclose the curved lines CÉ and Ci as well as space for the heat gradient which A closed process cycle and a driving force for the process are achieved with a cooling stage in a cooler 62, in which the liquid 11, transferred from "A" to "B", is cooled against an external heat sink 8. during a change in temperature -At3 and enthalpy fAi3.In a heating step from "B" to "A", the liquid 11 is heated in a heater 61 by an external heat source 7 with the liquid changed in temperature atur + át1 och i entalpi + Ai1.
Drivkraft för processen är en värmemängd Åifi approx. lika med dig, som degraderas i temperaturnivâ från en värmekälla 7 till en värmesänka 8. En väsentlig poäng med uppfinningen är att drivkraften må vara väsentligt mindre än de entalpimängder Åiz É.Åi4 ,som är engagerade i den faktiska processen att separera en flyktig komponent 1 från en blandning 2 i evaporatorn 4 och att kondensera desamma i kondensorn 5. Sålunda kan en första energiverk- ningsgrad e1= Ai?/UAi1 definieras. Uppenbarligen är nämnda faktor förbättrad genom en utökning av ett tempe- raturområde "k" för processen och genom en krympning av v» 456 795 temperaturgapet mellan de räta linjerna "A" och "B". Det sistnämnda åstadkommes genom bruk av stora och effektiva växlarytor för värme och ånga. Eftersom temperaturområdet "k" kan valfritt väljas under kokpunkt för den flyktiga komponenten 1, kan temperaturtillstånd anpassas till bruk av plastmaterial till billiga, effektiva och stora över- föringsytor i evaporatorn. Vidare kan beskrivna kondensa- tionsprocess över en vätad kontaktkropp 55 vara ytterst effektiv. Med ett temperaturområde k É 15°kan uppnås en första faktor e1 = 2.The driving force for the process is an amount of heat Åi fi approx. equal to you, which is degraded in temperature level from a heat source 7 to a heat sink 8. An essential point of the invention is that the driving force may be significantly less than the enthalpy amounts Åiz É.Åi4, which are engaged in the actual process of separating a volatile component 1. from a mixture 2 in the evaporator 4 and to condense them in the condenser 5. Thus, a first energy efficiency e1 = Ai? / UAi1 can be defined. Obviously, said factor is improved by increasing a temperature range "k" for the process and by shrinking the temperature gap between the straight lines "A" and "B". The latter is achieved through the use of large and efficient exchange surfaces for heat and steam. Since the temperature range "k" can be optionally selected below the boiling point of the volatile component 1, temperature conditions can be adapted to the use of plastic materials for cheap, efficient and large transfer surfaces in the evaporator. Furthermore, the described condensation process over a wetted contact body 55 can be extremely efficient. With a temperature range k É 15 ° a first factor e1 = 2 can be achieved.
En andra energiverkningsgradsfaktor ez kan vidare uppnås genom att hopkoppla den yttre värmesänkan 8 och värmekällan 7 i en värmepumpsprocess. Detta kan göras med fördel, nyttjande den destillerade, tämligen rena flyktiga komponenten 1 som värmnings/kylningsmedium. Temperatur- område för en värmepump är i nämnt omrâde k =15°förmånligt och en värmefaktor = e2 3 5 må uppnås. En total energi- verkningsgrad = e1x e2 É 10 blir resultatet.A second energy efficiency factor ez can further be achieved by interconnecting the external heat sink 8 and the heat source 7 in a heat pump process. This can be done to advantage, using the distilled, fairly pure volatile component 1 as the heating / cooling medium. Temperature range for a heat pump is in the mentioned range k = 15 ° favorable and a heating factor = e2 3 5 may be achieved. A total energy efficiency = e1x e2 É 10 is the result.
Temperaturområdet "k" kan vidare väljas för att passa en värmekänslig blandning 2. Tryckområde för gas kan även väljas efter önskan, men atmosfärtryck må föredragas för låg apparatkostnad. Innesluten bärgas 3 kan också väljas efter önskan och speciellt att tillfreds- ställa kvalitetskrav i anslutning till blandningen 2, exempel- vis avsaknad av syre. En gas med låg molekylvikt såsom helium må kunna väljas för hög diffusionsgrad för ånga.The temperature range "k" can further be selected to suit a heat-sensitive mixture 2. Pressure range for gas can also be selected as desired, but atmospheric pressure may be preferred for low apparatus cost. Enclosed carrier gas 3 can also be selected as desired and especially to satisfy quality requirements in connection with the mixture 2, for example lack of oxygen. A gas with a low molecular weight such as helium may be selected for a high degree of diffusion for steam.
I fall av hög förångningsgrad i evaporatorn 4 eller ångtrycksnedsättande krafter i blandningen 2 uppnår bärgasen 3 ej full ångmättning i evaporatorn 4. Process- verkningsgrad kan i detta fall förbättras genom nedkylning av flödet 3' till bärgasens 3 daggpunkt i en värmeväxlare 63 före inträde av flödet i kondesorn, varvid utströmmande kylt flöde från kondensorn utgör ett föredraget kylnings- medium. _ I fig. 2 illustreras förfarandet i en apparat- sektion, viken visar en bärgas 3 driven i ett kretslopp inom och emellan en evaporator 4, en kondensor 5 och en värmeväxlare 63 och ett vätskeflöde 1' drivet i efter “4ss 795 varandra följande värmeväxlarsteg i kontakt till en bland- ning2 i evaporatorn, med en kylare 62, till bärgas, med en värmare 61 och åter till evaporatorn 4.In case of high evaporation rate in the evaporator 4 or vapor pressure reducing forces in the mixture 2, the carrier gas 3 does not achieve full steam saturation in the evaporator 4. Process efficiency can in this case be improved by cooling the flow 3 'to the dew point 3 in a heat exchanger 63 before entering the flow in the condenser, the effluent cooled flow from the condenser constituting a preferred cooling medium. Fig. 2 illustrates the method in an apparatus section, which shows a carrier gas 3 driven in a circuit within and between an evaporator 4, a condenser 5 and a heat exchanger 63 and a liquid flow 1 'driven in successive heat exchanger stages in contact with a mixture2 in the evaporator, with a cooler 62, to carrier gas, with a heater 61 and again to the evaporator 4.
Energiverkningsgrad kan väsentligt ökas medelst ett ytterligare innovativt steg, nedan beskrivet i anslut- ning till fig. 3 och 4. Ett antal av delflöden 31', 32'... är sålunda avlänkade från blandningen av bärgas 3 och ånga av flyktig komgonent stegvis utmed strömfåran i evapora- torn 4, och âterblandas med blandningen av bärgas och ånga stegvis längs strömfâran i kondensorn 5. Vidare är tempe- raturområdet "k" väsentligtutökat. Med bruk av två delflöden 31' och 32', illustrerar fig. 3 evaporatortillstånd för bärgasen 3, beskriven av tre skilda kurvor C', Cå och Cå, vilka representerar stegvis minskade massflöden av bärgas, ökande temperaturnivåer och väsentligen lika transportför- måga av ånga. Omvänt är tillståndför bärgasen 3 utmed dess strömming i kondensorn beskriven av motsvarande kurvor Gå' C; och C"1, vilka representerar stegvis ökande mass- flöden av bärgas 3, minskande temperaturnivå och väsentligen lika transportförmäga av ånga. Tillstånd föyvätskeflöaet 1' beskrives av de räta linjerna "A" och "B". Beskriven diffe- rentiering av massflödena hos bärgasen 3 genom bruk av lämpligt antal delflöden, kommer att medge ett smalt tempe- raturgap mellan linjerna "A" och "B" i kombination med ett brett temperaturområde "k". Härav följer en väsentligt för- höjd första energiverkningsgradsfaktor e i jämförelse med tidigare beskrivet förfarande,arbetande med ett enhet- ligt massflöde 3' av bärgas 3.Energy efficiency can be significantly increased by means of a further innovative step, described below in connection with Figs. 3 and 4. A number of partial flows 31 ', 32' ... are thus diverted from the mixture of carrier gas 3 and vapor of volatile component stepwise along the current channel in the evaporator 4, and remixed with the mixture of carrier gas and steam stepwise along the current channel in the condenser 5. Furthermore, the temperature range "k" is substantially increased. Using two substreams 31 'and 32', Fig. 3 illustrates evaporator states of the carrier gas 3, described by three different curves C ', Cå and Cå, which represent gradually decreasing mass flows of carrier gas, increasing temperature levels and substantially equal transport capacity of steam. . Conversely, the state of the carrier gas 3 along its flow in the condenser is described by corresponding curves Go 'C; and C "1, which represent incrementally increasing mass flows of carrier gas 3, decreasing temperature level and substantially equal transportability of steam. The state of the liquid liquid stream 1 'is described by the straight lines" A "and" B ". Described differentiation of the mass flows of the carrier gas 3 by using the appropriate number of substreams, will allow a narrow temperature gap between the lines "A" and "B" in combination with a wide temperature range "k". This results in a significantly increased first energy efficiency factor in comparison with the previously described method. , operating with a uniform mass flow 3 'of carrier gas 3.
En process är exemplifierad med hänvisning till fig.3, varvid flyktig komponent 1 är vatten, bärgas 3 är luft och blandningen 2 är en vattenlösning, som skall koncentreras. Mot varandra svarande masšlöden, temperatur- förändringar Åt och entalpiförändringar Äi framgår av figu- ren. Drivkraft är en värmemängd Ä i1, degraderad från en värmekälla 7 vid approx. + 8S°C till en värmesänka 8 vid appr. + 15°C. Erhâllen första energiverkningsgradsfaktor e1= Å i2/4 i1 = 4.3 Ett annat uttryck för energiverknings- kwh/kg destillerat vatten = 0.19. grad är e3 - 456 795 Det framgår att en anmärkningsvärt hög energiverkningsgrad kan uppnås i en enstegsoperation med bruk av tämligen enkla värmeväxlarmedel och atmosfäriska tryckförhållanden.A process is exemplified with reference to Fig. 3, wherein volatile component 1 is water, carrier gas 3 is air and the mixture 2 is an aqueous solution to be concentrated. Corresponding mass loads, temperature changes Åt and enthalpy changes Äi are shown in the figure. Driving force is a heat amount Ä i1, degraded from a heat source 7 at approx. + 8S ° C to a heat sink 8 at appr. + 15 ° C. Obtained first energy efficiency factor e1 = Å i2 / 4 i1 = 4.3 Another expression for energy efficiency kwh / kg distilled water = 0.19. degree is e3 - 456 795 It appears that a remarkably high energy efficiency can be achieved in a one-step operation with the use of fairly simple heat exchanger means and atmospheric pressure conditions.
Bruk av en värmepump i exemplet utbildande värmekällan 7 och värmesänkan 8 med en värmefaktor ez 3 2.5 resulterar i en total energiverkningsgradsfaktor § 11. Uppenbarligen är investeringskostnad för en värmepump minskad i jämfö- relse med den process, som beskrivits 1 anslutning till fig. 1, eftersom den pumpade värmeeffekten är approx. halverad.Use of a heat pump in the example training heat source 7 and heat sink 8 with a heat factor ez 3 2.5 results in a total energy efficiency factor § 11. Obviously, the investment cost for a heat pump is reduced compared to the process described in connection with Fig. 1, since the pumped heat output is approx. halved.
Beroende av karaktären av blandningen 2 kan värme- överföring mellan vâtskeflödet 1' och blandningen anordnas på olika sätt med hänvisning till fig. 5-12.Depending on the nature of the mixture 2, heat transfer between the liquid flow 1 'and the mixture can be arranged in different ways with reference to Figs. 5-12.
En direkt värmeöverföring genom ett membran illustreras i fig. 5, vilken visar en plansektion av inom evaporatorn vertikalt upphängda par av flexibla, tunna plastmembran 64. Vätskan 11 drives mellan innerytor av membranen_av tyngdkraft såsom tunna vätskefilmer, vilka sprides över ytorna av kapillärkrafter. En flytande bland- ning 2 är driven som öppna fallfilmer 21 utmed yttre ytor av membranen; I hänvisning till fig. 2 kan ett kontinuer- ligt blandningsflöde 2' inmatas i toppen av en vertikalt utsträckt evaporator som ett processflöde, med ett processat flödeï2" kontinuerligt utmatat från botten av evaporatorn.A direct heat transfer through a membrane is illustrated in Fig. 5, which shows a planar section of pairs of flexible, thin plastic membranes 64 vertically suspended within the evaporator. The liquid 11 is driven between inner surfaces of the membranes by gravity such as thin liquid films which are spread over the surfaces by capillary forces. A liquid mixture 2 is driven as open falling films 21 along outer surfaces of the membranes; Referring to Fig. 2, a continuous mixing stream 2 'may be fed to the top of a vertically extending evaporator as a process stream, with a processed stream 2' continuously discharged from the bottom of the evaporator.
Växlarmaterialet 64 är billigt, effektivt och korrosions- stabilt och kan enkelt utsträckas till yta och höjd för utmärkta överförings- och processtillstånd.Processflödet 2' kan vidare på känt sätt bli förvärmt före inmatning i eva- poratorn mot utmatat processat flöde 2" och utmatat flöde 1" av flyktig komponent i en motströms vätskevärmeväxlare.The gear material 64 is inexpensive, efficient and corrosion stable and can be easily extended to surface and height for excellent transfer and process conditions. The process flow 2 'can further be preheated in a known manner before being fed into the evaporator against discharged processed flow 2 "and discharged flow. 1 "of volatile component in a countercurrent liquid heat exchanger.
En indirekt värmeöverföring till blandningen 2, fördelad i evaporatorn 4 såsom flytande eller fasta skikt 21, illustreras med hänvisning till fig. 6-8. Ett ytter- ligare flöde 9' av bärgasen 3 drives i ett slutet kretslopp i evaporativ, motströms entalpiutbyte med det värmda vätske- flödet1' av den flyktiga komponenten 1 utmed en vätad, ytterligare kontaktkropp 99 och efterföljande i entalpi- överföring till blandningsskikten 21 genom tubväggar 65. _'~ n» 456 795 Ett ytterligare flöde 1" av flyktig komponent, kondenserat Utmed tubväggarna, inblandas med flödet 1'. Tuberna 65 anbringas lutande för dränering av kondensat. Tuberna kan vara av flexibelt plastmaterial, exempelvis extruderad polyetenslang, och kan vidare vara uppblâsta medelst en liten tryckdifferans mellan flödena 9' och 3'.An indirect heat transfer to the mixture 2, distributed in the evaporator 4 as liquid or solid layers 21, is illustrated with reference to Figs. 6-8. A further flow 9 'of the carrier gas 3 is driven in a closed cycle in evaporative, countercurrent enthalpy exchange with the heated liquid flow 1' of the volatile component 1 along a wetted, additional contact body 99 and subsequently in enthalpy transfer to the mixing layers 21 through tube walls 65. _ '~ n »456 795 An additional flow 1" of volatile component, condensed Along the tube walls, mixed with the flow 1'. The tubes 65 are applied inclined for drainage of condensate. The tubes may be of flexible plastic material, for example extruded polyethylene hose, furthermore, be inflated by means of a small pressure difference between the flows 9 'and 3'.
Fig. 7, vilken visar en plansektion av evaporatorn 4, illustrerar värmeöverföring från sagda flöde 9' till en flytande blandning 2, som drives som öppna fallfilmer utmed ytterytan av vertikalt utsträckta , uppblâsta tuber 65.Fig. 7, which shows a planar section of the evaporator 4, illustrates heat transfer from said flow 9 'to a liquid mixture 2, which is driven as open falling films along the outer surface of vertically extended, inflated tubes 65.
Fig. 8, vilken visar en annan plansektion av en evaporator, illustrerar värmeöverföring från sagda flöde 9' till en fast blandning, som är utbredd i evaporatorn som parallella skikt 21. Flata tuber 65 är uppblâsta mot skikten 21 under processförfarandet, exempelvis en satstork- ning av ett fuktigt skivmaterial. Tuberna kan hopsugas under in- eller utlastning för att underlätta hantering av de fasta blandningsskikten 21.Fig. 8, which shows another plane section of an evaporator, illustrates heat transfer from said flow 9 'to a solid mixture, which is spread in the evaporator as parallel layers 21. Flat tubes 65 are inflated against the layers 21 during the process process, for example a batch dryer. of a damp sheet material. The tubes can be sucked together during loading or unloading to facilitate handling of the solid mixing layers 21.
Ett ytterligare förfarande för indirekt värme- överföring beskrivs nedan i anslutning till fig. 9-12.A further method for indirect heat transfer is described below in connection with Figs. 9-12.
Förfarandet avser en granulär, gasgenomtränglig typ av blandning 2. Förfarandet kan exempelvis tillämpas för torkning av fuktig spannmål, uppstyckat organiskt material eller virke. En sådan blandning kan på känt sätt växelvis uppladdas med värme och urladdas med ånga mot en bärgas i kontakt med blandningen, varvid förângningsvärme tages ur värmeinnehåll i blandningen.Den växelvisa värmeuppladd- ningen av blandningen âstadkommes med gas, cirkulerad i ett slutet kretslopp genom blandningen och en värmare.The process relates to a granular, gas-permeable type of mixture 2. The process can be applied, for example, for drying moist cereals, chopped organic material or wood. Such a mixture can in a known manner be alternately charged with heat and discharged with steam against a carrier gas in contact with the mixture, evaporative heat being taken from the heat content of the mixture. The alternating thermal charging of the mixture is effected with gas, circulated in a closed cycle through the mixture and a heater.
Denna procedur tillåter emellertid inte någon hög tempera- turgradient utmed vägen för värmningsgasen genom det fuk- tiga materialet, beroende på ångdiffusion från en sålunda värmd, varmare del till en kallare del av blandningsmassan.However, this procedure does not allow a high temperature gradient along the path of the heating gas through the moist material, due to vapor diffusion from a thus heated, warmer part to a colder part of the mixture.
Förfarandet enligt uppfinningen, direkt tillämpad på ovan beskrivna värmeöverföringsprocedur, skulle uppvisa en mycket dålig första energiverkningsgradsfaktor e1¿I1, och sålunda vara meningslös. Emellertid kan förfarandet beskri- vet i anslutning till fig.3 nyttjas genom en uppdelning 9 456 795 av en massa av en fuktig, granulär blandning 2 i ett antal delposter, vilka behandlas inom separata, stegvis ökande temperatuområden tr.The process of the invention, directly applied to the heat transfer procedure described above, would exhibit a very poor first energy efficiency factor e1¿I1, and thus be meaningless. However, the method described in connection with Fig. 3 can be used by dividing a mass of a moist, granular mixture 2 into a number of sub-items, which are treated within separate, gradually increasing temperature ranges tr.
Med hänvisning till fig. 11, vilken visar en appa- ratsektion, omfattar en evaporator 4 två skilda kammare 4a och 4b, varvid vardera kammare inrymmer en massa av en blandning 2, uppdelad i ett antal "r" av delposter 2r, såsom exemplifierat med sex vertikalt anordnade delposter 2r med index r löpande uppåt med 1 till 6. Som framgår av fig. 10, som visar en plansektion, är varje par av delposter Zr sammankopplat med ett spjällsystem 75r, en cirkulationsfläkt 76r och en värmare 66r, varmedelst ett delflöde 10r av bärgas 3 kan drivas växelvis genom endera av delposterna 2r under överföring av värme till desamma från värmaren 66r. Med delflöden 10r sålunda inkopplade för upphettning av delposter 2r, ingående i en av kamrarna 4a eller 4b, är flödet 3' av bärgas medelst ett annat ventilsystem 74 styrt i följd genom delposterna Zr, ingå- ende i den andra kammaren, varvid index r löper från 1 till 6. Vätskeflödet 1' drives genom värmarna 66r i motsatt ordning, med index r löpande från 6 till 1.Referring to Fig. 11, which shows an apparatus section, an evaporator 4 comprises two separate chambers 4a and 4b, each chamber containing a mass of a mixture 2, divided into a number "r" of sub-items 2r, as exemplified by six vertically arranged sub-posts 2r with index r running upwards by 1 to 6. As can be seen from Fig. 10, which shows a plan section, each pair of sub-posts Zr is connected to a damper system 75r, a circulation fan 76r and a heater 66r, by means of a sub-flow 10r of carrier gas 3 can be driven alternately through either of the sub-items 2r during the transfer of heat to the same from the heater 66r. With sub-flows 10r thus connected for heating sub-posts 2r, included in one of the chambers 4a or 4b, the flow 3 'of carrier gas is controlled by means of another valve system 74 in succession through the sub-posts Zr, entering the other chamber, the index r running from 1 to 6. The liquid flow 1 'is driven through the heaters 66r in reverse order, with index r running from 6 to 1.
Vidare är delflöden 31' och 32' avlänkade från bärgasen 3 stegvis ur strömfåran för flödet 3' genom eva- poratorn 4 och återinblandade med flödet 3' i en konden- sor 5 på det sätt, som beskrivits i anslutning till fig. 4.Furthermore, the partial flows 31 'and 32' are diverted from the carrier gas 3 stepwise from the stream of the flow 3 'through the evaporator 4 and remixed with the flow 3' in a condenser 5 in the manner described in connection with Fig. 4.
För en granulär blandning 2 såsom spannmål är exponerad yta mycket stor. Värmarna 66r kan vidare utnyttja känd plastmembranteknik för förstorad och effektiv växlar- yta. Erforderliga värmeöverföringsgradienter kan sålunda hållas låga och termodynamiken i processen såsom illustre- rad i fig. 9 vara mycket likartad med de termodynamiska tillstånd, som beskrivits i anslutning till fig. 3. Från exemplet illustrerat i fig. 3 kan härledas, att massflöde i delflödena 10r är av storleksordning = 8 kg i jämförelse med sagda differentierade massflöden 3' av 1.57, 0.74 och 0.26 kg. Medan det sistnämnda flödet 3' är drivet genom alla sex delposter i följd, är varje delflöde 10r avgrän- sat att penetrera en delpost Zr. Förfarandet att uppdela värmeleverans till blandningen 2 på ett antal delflöden 10r är sålunda även fördelaktigt för fläktarbete.AFor a granular mixture 2 such as cereals, the exposed area is very large. The heaters 66r can further utilize known plastic membrane technology for enlarged and efficient exchanger surface. The required heat transfer gradients can thus be kept low and the thermodynamics in the process as illustrated in Fig. 9 be very similar to the thermodynamic states described in connection with Fig. 3. From the example illustrated in Fig. 3 it can be deduced that mass flow in the partial flows 10r is of the order of = 8 kg in comparison with said differentiated mass flows 3 'of 1.57, 0.74 and 0.26 kg. While the latter flow 3 'is driven through all six sub-posts in a row, each sub-flow 10r is delimited to penetrate a sub-post Zr. The method of dividing heat supply to the mixture 2 into a number of partial flows 10r is thus also advantageous for fan work.A
Claims (1)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8700553A SE456795B (en) | 1987-02-11 | 1987-02-11 | Sepn. method for liq. component from mixt. |
US07/259,266 US4915792A (en) | 1987-02-11 | 1988-02-08 | Process for separating a volatile component from a mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8700553A SE456795B (en) | 1987-02-11 | 1987-02-11 | Sepn. method for liq. component from mixt. |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8700553D0 SE8700553D0 (en) | 1987-02-11 |
SE8700553L SE8700553L (en) | 1988-08-12 |
SE456795B true SE456795B (en) | 1988-11-07 |
Family
ID=20367491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8700553A SE456795B (en) | 1987-02-11 | 1987-02-11 | Sepn. method for liq. component from mixt. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE456795B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990001977A1 (en) * | 1988-08-26 | 1990-03-08 | Aquamax Oy | A distillation apparatus |
-
1987
- 1987-02-11 SE SE8700553A patent/SE456795B/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990001977A1 (en) * | 1988-08-26 | 1990-03-08 | Aquamax Oy | A distillation apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8700553D0 (en) | 1987-02-11 |
SE8700553L (en) | 1988-08-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0258979B1 (en) | Apparatus for simultaneous heat and mass transfer | |
US5020335A (en) | Method and apparatus for simultaneous heat and mass transfer | |
US5123481A (en) | Method and apparatus for simultaneous heat and mass transfer | |
Gandhidasan et al. | Analysis of heat and mass transfer between a desiccant-air system in a packed tower | |
US4023949A (en) | Evaporative refrigeration system | |
US3345272A (en) | Multiple effect purification of contaminated fluids by direct gaseous flow contact | |
US3206379A (en) | Multi-stage convective distillation system | |
US4915792A (en) | Process for separating a volatile component from a mixture | |
US20070007120A1 (en) | Desalinator | |
US4963231A (en) | Method for evaporation of liquids | |
MX2007008386A (en) | Method and materials for improving evaporative heat exchangers. | |
US4269664A (en) | Liquid treating and distillation apparatus | |
US3477917A (en) | Multiple effect distillation with microporous membranes and distillate recirculation | |
WO1988006054A1 (en) | A method of separating a volatile component from a mixture utilizing a carrier gas for vapour transport from an evaporator to a condensor | |
SE456795B (en) | Sepn. method for liq. component from mixt. | |
US4981021A (en) | Heat exchanger, system, and method for using the same | |
AU633074B2 (en) | Method and apparatus for simultaneous heat and mass transfer utilizing a plurality of gas streams | |
US4307519A (en) | Method and apparatus for drying products with a closed gas stream and a desiccant liquid | |
US5097895A (en) | Heat exchanger, system and method for using the same | |
EP0013081B1 (en) | Method of and apparatus for drying products with a closed gas stream and a desiccant liquid; and products prepared thereby | |
AU578083B2 (en) | Closed intermittent drying process | |
US3515645A (en) | Evaporator-condenser unit for a distillation system | |
US1382961A (en) | Ventilation | |
EP0026074B1 (en) | Method and apparatus for drying products, especially corn or piece products | |
Abbady et al. | Experimental study on the desalination system using humidification-dehumidification technology |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NAL | Patent in force |
Ref document number: 8700553-4 Format of ref document f/p: F |