DK174109B1 - Fremgangsmåde samt anordning til rensning af damp for dråber samt anvendelse af en sådan anordning - Google Patents

Description

i DK 174109 B1

Den foreliggende opfindelse angår en inddamper omfattende en anordning til skumdæmpning og rensning af damp for dråbeformede væsker, hvilken anordning omfatter en roterbar omslutning, der omfatter en cylinder med åbninger i sin cylindriske overflade, for at muliggøre transport af damp/gas til det indre af 5 omslutningen, hvor der ved en ende af cylinderen er tilvejebragt en central dampudtagsåbning, gennem hvilken dampen/gassen suges fra omslutningens indre til den efterfølgende rørledning, hvorhos omslutningens indre er tætnet mod det bundkar, der indeholder den forurenede væske, som skal fordampes og derved kun har åbninger i cylinderoverfladen som passage gennem omslutningen og hvorhos 10 udtagsåbningen er dannet af et dampudtagsrør, der er i tætnende kontakt med omslutningen, og hvis ende strækker sig concentrisk om en rotationsakse ind i den roterbare omslutning, hvilket bundkar indeholder væsken, der strækker sig til et givet væskeniveau.

15 Opfindelsen angår også en fremgangsmåde til skumdæmpning og rensning af gas/damp for dråbeformede væsker ved hjælp af en inddamper, og hvor en dampudtagsåbning er anbragt i en roterbar omslutning, der er forsynet med åbninger, og som roteres med et sådant omdrejningstal, at periferihastigheden for den radialt ydre ende af hver af omslutningens åbninger overstiger dampens 20 gennemtrængningshastighed gennem åbningerne

Fremgangsmåden kan anvendes i forbindelse med nedbrydning af skumdannelser, når der foretages inddampning af forurenede væsker. Som eksempel heipå kan nævnes industrispildevand, affedtningsvand, organiske væsker, såsom gylle, affald 25 fra olivenolieproduktion og lignende.

Fremgangsmåden, som for eksempel er kendt fra DE-A-1544073 samt GB-A-235.301, kan anvendes ved traditionel dråbefangning i damprør. En sådan udskillelse af dråber ffa damp kan for eksempel være ønskelig af hensyn til beskyttelse af 30 efterfølgende dampkompressorer eller for at sikre, at et destillat/kondensat fremtræder uden urenheder fra medrevne dråber.

Ved afsugning af gasser fra beholdere kan det ligeledes være ønskeligt at undgå medrivning af dråber, som kan indeholde forureningsstoffer. I denne situation kan 35 dråbefangere anbringes i beholderen eller i rørkanaler.

I forbindelse med inddampning af væsker, der enten ønskes adskilt i forskellige bestanddele, eller hvor der ønskes en opkoncentrering af en væske i en emulgering, 2 DK 174109 B1 og hvor der optræder skumdannelse ved kogningen eller opkoncentreringen, vil det være ønskeligt at nedbryde skummet/bobleme, således at kun damp fjernes fra inddampnings- eller kogekarret. Hvis skummet/bobleme ikke nedbrydes, er der en stor risiko for, at det/de medrives i foim af dråber. Herved vil der være risiko for, at 5 den forurenende del medrives og således udgør en urenhed ved en senere kondensering af dampen.

Der kendes en række forskellige principper til at nedbryde et dannet skum. Disse principper omfatter kemisk behandling, termisk behandling og mekanisk JO behandling for at dæmpe skummet. Imidlertid har det hidtil ikke været muligt at løse skumdæmpningsproblemet på en enkel og effektiv måde.

I det efterfølgende benyttes for nemheds skyld kun udtrykket damp, men det er underforstået, at der med dette udtryk også menes gasser.

15

Ved mekanisk rensning af damp for dråber kendes cykloner og andre former for dråbeudskillere. Et fælles særpræg ved disse er, at de udgør separate og ofte relativt dyre eller vedligeholdelseskrævende anordninger, som indskydes i en dampledning og heri virker som passive anordninger, hvis effekt udelukkende afhænger af 20 dampens hastighed. De kendte mekaniske dråbefangere har således ikke gjort det muligt på en enkel og billig måde at tilbageholde dråber i dampkanaler.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at afhjælpe dette problem ved at anvise en meget enkel fremgangsmåde, som muliggør anvendelsen af en mekanisk 25 enkel og vedligeholdelsesfri konstruktion til at sikre, at en damp friholdes fra dråber uafhængig af dampens hastighed, og som tillige muliggør en effektiv skumdæmpning.

Dette opnås ifølge opfindelsen med en anordning af den indledningsvis nævnte 30 type, og som er særpræget ved, at omslutningen er arrangeret i karret, og at nævnte omslutning er anbragt umiddelbart over væskeniveauet i nævnte kar.

En fremgangsmåde til brug ved drift af anordningen er særpræget ved, at omslutningen roteres i en stilling umiddelbart over et væskeniveau i et bundkar i en 35 inddamper, at væsken koges i bundkarret, hvorfra damp afsuges, og hvilken kogning frembringer skrim under fordampningen.

3 DK 174109 B1

Fremgangsmåden og inddamperen kan anvendes ved kombineret dråbefangning og skumdæmpning i kar, der indeholder kogende/skummende væsker, og vil dels medvirke til at hindre skum og dråber i at trænge ind i dampudtagsåbningen og vil samtidig medvirke til at nedbryde og forhindre skumdannelsen.

5

Fremgangsmåden kræver blot, at der dannes en udtagsåbning enten via et rør eller som en direkte åbning i en flade, der er anbragt i en roterende omslutning. Det bemærkes, at omslutningen kan siges at have en vis radial tykkelse. Derfor tales om periferihastighed for den radialt ydre ende af åbningerne. Ved at rotere omslut-10 ningen, således at periferihastigheden for den radialt ydre ende af hver af åbningerne overstiger dampens gennemtrængningshastighed, vil dråber eller skum heller ikke kunne trænge gennem åbningerne, da sådanne dråber eller skum maksimalt kan have en gennemtrængningshastighed svarende til dampens gennemtrængningshastighed. Imidlertid kan dampen frit passere gennem åbningerne på 15 grund af tiykforskel over omslutningens åbninger. Metoden er meget enkel og sikker, idet man ganske enkelt kan variere åbningernes og/eller omslutningens form, øge omdrejningstallet til en passende hastighed, afhængigt af de væsker som koges/inddampes.

20 Åbningerne kan på en enkel måde være dannet af net, hvor maskestørrelsen samt rotationen af omslutningen giver en sikkerhed for, at dråber ikke trænger ind i omslutningen og medrives ved udtagning af damp fra omslutningens indre.

Anordningen kræver ikke vedligeholdelse i form af udskiftning af filtre eller andre dele. Anordningen vil være meget enkel af fremstille. Ved at variere omslutningens 25 form, omdrejningshastighed, størrelse på åbningerne, er det muligt at opnå en effektiv dråbeudskillelse uafhængig af dampens hastighed. Anordningen kan således siges at være en aktiv enhed.

For rotation af omslutningen vælges en periferihastighed, der er større end dampens 30 gennemtrængningshastighed, og almindeligvis vil der vælges en sikkerhedsfaktor, forhold mellem gennemtrængningshastighed og periferihastighed, i størrelsesordenen 2-10, fortrinsvis 3-5. Imidlertid kan visse specifikke forhold tale for, at man vælger højere sikkerhedsfaktorer. Dette valg hænger sammen med, at omslutningen almindeligvis er fremstillet af et cylindrisk net, hvor forholdet 35 mellem nettets tykkelse og hver åbnings udstrækning i rotationsretningen er mellem 3 og 5. Herved sikres det, at en dråbe, som befinder sig ved en ydre forkant af en åbning, ikke kan trænge gennem åbningen, da den populært sagt vil blive fanget af 4 DK 174109 B1 en inderste bageste kant af åbningen. Forreste og bageste refererer til omslutningens rotationsretning.

Inddamperen har en særlig fordelagtig anvendelse i et anlæg til mekanisk 5 dampkompression til separering af forurenede væsker, som giver kraftig skumdannelse. Det vil være ønskeligt at gøre inddamperens elementer så små som mulige. Dette betyder, at også bundkarret eller kogekarret ønskes så lille som muligt. Dette øger imidlertid risikoen for, at skummet når en dampudtagsåbning, som ofte er anbragt i toppen af kogekammeret. I sådanne kogekar anvendes der 10 almindeligvis en pumpe til at cirkulere væsken gennem den varmeveksler, som benyttes til dampkompressionen. Motoren, som benyttes til cirkulation, vil med fordel kunne anvendes til at rotere omslutningen. Der opnås således med stor sikkerhed en renhed i den væske, som kondenseres ved dampkompressionen.

15 Hidtil har det ved rensning af forurenede væsker ved mekanisk dampkompression været nødvendigt at tilsætte skumdæmpende midler for at nedbiyde eller forhindre skumdannelsen. Imidlertid har disse skumdæmpende midler været uønsket, dels af økonomiske årsager dels for at undgå besværet med efterfølgende at skulle fjerne disse midler fra den forurenede væske. I denne situation har det også været 20 nødvendigt at have et godt kendskab til udgangsmaterialet for at få mulighed for at tilsætte korrekt mængde og korrekt sammensat skumdæmpningsmiddel. Disse ulemper er elimineret med en fremgangsmåde og et apparat ifølge opfindelsen.

Opfindelsen vil herefter blive forklaret nærmere under henvisning til den 25 medfølgende skematiske tegning, hvor fig. 1 viser en skematisk tegning af en inddamper, der anvendes ved mekanisk dampkompression, og fig. 2 illustrerer en udførelsesform for en anordning for en inddamper ifølge 30 opfindelsen.

Fig. 1 illustrerer skematisk opbygningen af et anlæg til separering af forurenede væsker ved mekanisk dampkompression. Anlægget benyttes således ifølge et kendt princip til at separere en forurenet væskedel, fortrinsvis vand, og opkoncentrere den 35 forurenende del. Den primære væskedel, som skal renses, kan bestå af vand, men vil også kunne bestå af andre væsker, som for eksempel freon, der er forurenet med olie.

5 DK 174109 B1

Anlægget omfatter en inddamper 1. Ved toppen af inddamperen er der dannet et fordelersystem 2, og ved bunden er der dannet et kogekar eller et bundkar 3, som indeholder den forurenede væske 4. Bundkarret 3 er forbundet med en cirkulationspumpe 5 samt en ledning 6, der pumper den opvarmede og forurenede 5 væske 4 til fordelersystemet 2 i inddamperens top. Bundkarret 3 har endvidere en tilgang 7 for tilførsel af forurenet væske 4 samt en afgangsledning 8, der benyttes til at tømme den opkoncentrerede forurenende del ud af bundkarret 3.

Ved toppen af bundkarret findes et dampudtag 9, som via en ledning 10 og en 10 kompressor 11 er forbundet med en varmeveksler 12, der er anbragt i inddamperen 1.1 bunden af varmeveksleren 12 findes et udtag 13 for kondensat. En anordning 14 er forbundet med dampudtaget 9 i en position over det væskeniveau 15, som optræder i bundkarret 3.

15 Det bemærkes, at der i tegningen ikke er illustreret opbygning af elektrisk styring af anlægget. Imidlertid vil et sådant styresystem være velkendt for en fagmand og kræver derfor ikke detaljeret forklaring.

Den forurenede væske 4 tilføres således portionsvis ved tilgangen 7 og aftappes, 20 efter der er sket en opkoncentrering via afgangsledningen 8. Kondensatet eller destillatet aftappes via udtaget 13.

Når den forurenede væske er indført i bundkarret 3, bringes temperaturen heri op til en tilstand for temperatur og tryk, der ligger umiddelbart under kogepunktet for den 25 væske, som ønskes renset (kondensatet). Såfremt der er tale om vand, bringes temperaturen således tilnærmelsesvis op til 100°C. Dette sker ved hjælp af opvarmningselementer (ikke vist).

Når temperaturen er nået ca. 100°C, startes kompressoren 11, og senest på dette 30 tidspunkt startes også cirkulationspumpen 5. Kompressoren 11 skaber et undertryk i bundkarret 3 og tvinger derved den damp, der befinder sig over den forurenede væske 4, ind gennem anordningen 14, hvorefter dampen via rørledningen 10 føres til kompressoren 11 og derefter ind i varmeveksleren 12, hvor der sker en varmeveksling af dampen på varmevekslerens ene side og den opvarmede 35 forurenede væske 4 på varmevekslerens anden side. Herved vil dampen, der er blevet komprimeret i kompressoren 11, afgive sin energi, der overføres til den cirkulerede forurenede væske 4 på varmevekslerens anden side. Herved fordampes den væske, som ønskes renset. Denne damp trænger via åbninger 16 ned i toppen af 6 DK 174109 B1 bundkarret 3 og vil igen passere gennem anordningen 14, ledningen 10 og kompressoren 11 ind i varmeveksleren 12. Under afgivelsen af sin energi kondenseres dampen og kan derefter udtages som kondensat via udtaget 13.

5 En mere detaljeret forklaring af anordningen 14 vil gives i forbindelse med fig. 2, som blot illustrerer en enkelt udførelsesform for anordningen 14. Det bemærkes, at identiske eller tilsvarende dele har fået samme henvisningsbetegnelse og derfor ikke vil blive forklaret nærmere i forbindelse med fig. 2.

10 Anordningen 14 består af et cylindrisk net 17, der ved hver ende er lukket af en skive 18,19. Den nedre skive 19 er via en aksel 20 forbundet med en elmotor 21, som kan bringe anordningen 14 i rotation.

Den øvre skive 18 har en central dampudtagsåbning 9, hvorigennem dampen 9 15 suges ud i rørledningen 10, der er forbundet med en kompressor 11, som illustreret i fig. 1. Omkring dampudtagsåbningen 9 er der anbragt et afsugningsrør 22, der er fast forbundet med den øvre skive 18. Afsugningsrøret kan valgfrit passere gennem den øvre skive 18, således som illustreret med stiplet linie. I denne situation kan af-sugningsåbningen udgøres af en ende af afsugningsrøret 22. Såfremt 20 afsugningsrøret 22 føres helt gennem anordningen 14 og ligeledes er forbundet med den nedre skive 19 af hensyn til konstruktionens stivhed, kan dampudtagsåbningen udgøres af en åbning 9' i afsugningsrøret 22's omkreds. Afsugningsrøret 22 er monteret tætnende og drejeligt ved hjælp af et leje 23 samt en pakdåse 24 og en pakning 25. Pakdåsen 24 er ved den øvre ende forbundet på tætnende måde til 25 rørledningen 10.

Størrelsen på åbningerne i nettet 17 samt den periferihastighed, som nettet 17 bibringes under anordningen 14's rotation afhænger af den type forurenet væske 4, som befinder sig i bundkarret 3 og af den dampmængde, der skal udtages pr.

30 tidsenhed.

Ved adskillelse af den forurenede væske 4, der enten ved opkoncentreringen eller allerede fra begyndelsen har en skummende effekt, vil der dannes damp indeholdende bobler ved væskeoverfladen 15.

35

Ved anvendelse af anordningen 14 vil nettet 17's rotation bevirke, at eventuelle bobler, der når nettet, ituslås, således at kun damp trænger gennem åbningerne.

Endvidere vil eventuelle dråber, som svæver i bundkarret 3 ovenover væskefladen 7 DK 174109 B1 15, forhindres i at trænge ind gennem nettet 17, da dette roteres ved et sådant omdrejningstal, at periferihastigheden for ydersiden af nettet 17 overstiger dampens og dermed dråbemes/skummets gennemtrængningshastighed gennem åbningerne.

Da dråberne forhindres i at trænge gennem åbningerne, vil der kun suges damp 5 gennem nettet 17 og ud via dampudtagsåbningen 9. Det er således muligt at undgå medrivning af forureninger, såsom sæber, olier og lignende ved afsugning af damp fra bundkarret 3. Dette eliminerer risikoen for, at forureningsstoffer føres med over i kondensatet, der udtages via ledningen 13.

10 Omdrej ningshastigheden, arealet, tykkelsen og finheden af nettet 17 er bestemmen de for den sikkerhed, der opnås mod dråbemedrivning, og disse parametre er derfor afstemt med damphastigheden i afsugningsrøret 22. Nedenfor er givet et ikke-begrænsende eksempel på dimensionering, hvor sikkerhedsfaktoren på 4,6 er et udtryk for forholdet mellem nettet 17's periferihastighed og damphastigheden.

15 Sikkerhedsfaktoren kan ligge mellem 2 og 10, men vil fortrinsvis være mellem 3 og .

5.

Eksempel.

20 h = 0.060 : højde på skumdæmper kap = 25 I/time : kapacitet på anlæg i 1/time sfaktor = 5 : sikkerhedsfaktor d = 0.095 : diameter på skumdæmper f = 0.64 : åben areal/total areal i net 25 n * 925 : omdrejninger/minut v = 1 : damphastighed gennem åbningerne i m/s v = (kap * 1.65) / (d * π * h * f * 3600) 30 v = (n * d * π / 60 / sfaktor) 1.65 angiver, at 1.65 m3 vejer 1 kg.

Variable værdier: 35 d = .095000000 f - .64000000 h - .060000000 8 DK 174109 B1 kap = 25.000000 n = 925.00000 sfaktor = 4.6020063 v = .99980833 5

Ovenfor er der blot beskrevet én udførelsesform for inddamperen ifølge opfindelsen. Imidlertid vil anordningen, der udgør en del af inddamperen, kunne udgøres af andre rotationssymmetriske legemer. Det vil ligeledes være muligt at io danne åbninger på anden måde end ved en ydre cylinderflade. Således kan inddamperen omfatte et skålformet legeme. Det er imidlertid vigtigt, at åbningerne, gennem hvilke dampen trænger ind i en indre omslutning 26, i et hvilket som helst rotationssymmetrisk legeme er dannet i en vis afstand fra en rotationsakse 27, omkring hvilken legemet roteres. Herved bliver det muligt at anvende et mindre 15 omdrejningstal for legemet.

Det bemærkes ligeledes, at inddamperen kun er vist i brug med en kombineret effekt som skumdæmper og dråbefanger i bundkarret 3. Imidlertid vil inddamperen også kunne anvendes et vilkårligt sted i en dampledning svarende til rørledningen 20 10 for alene at optræde som dråbefanger.

Claims (6)

1. Inddamper (I) omfattende en anordning (14) til skumdæmpning og rensning af damp for dråbeformede væsker ved en fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst 5 af kravene 4-6, hvilken anordning omfatter en roterbar omslutning (17), der omfatter en cylinder med åbninger i sin cylindriske overflade, for at muliggøre transport af damp/gas til det indre af omslutningen, hvor der ved en ende af cylinderen er tilvejebragt en central dampudtagsåbning (9, 9’), gennem hvilken dampen/gassen suges fra omslutningens indre til den efterfølgende rørledning (10), 10 hvorhos omslutningens indre er tætnet mod det bundkar (3), der indeholder den forurenede væske, som skal fordampes og derved kun har åbninger i cylinderoverfladen (17) som passage gennem omslutningen og hvorhos udtagsåbningen (9, 9’) er dannet af et dampudtagsrør (10), der er i tætnende kontakt med omslutningen, og hvis ende strækker sig koncentrisk om en rotationsakse (27) 15 ind i den roterbare omslutning, hvilket bundkar indeholder væsken (4), der strækker sig til et givet væskeniveau (15), kendetegnet ved, at omslutningen (17) er arrangeret i karret (3), og at nævnte omslutning er anbragt umiddelbart over væskeniveauet (15) i nævnte kar.

2. Inddamper ifølge krav 1, kendetegnet ved, at dampudtagsrøret (10) kun strækker sig til omslutningen, således at dampudtagsåbningen (9, 9’) udgøres af en central åbning (9), der er tilvejebragt i omslutningen, og som er tætnet mod det rum, hvorfra damp udtages.

3. Inddamper ifølge krav 1, kendetegnet ved, at omslutningen omfatter et stort set cylinderformet net, der ved sin ene ende er lukket af en cirkulær plade (19), og som ved sin anden ende er lukket af en ringformet plade (18), der omslutter dampudtagsrøret (10).

4. Fremgangsmåde til skumdæmpning og rensning af gas/damp for dråbeformede væsker ved hjælp af en inddamper (1) ifølge krav 1, og hvor en dampudtagsåbning (9, 9’) er anbragt i en roterbar omslutning (17), der er forsynet med åbninger, og som roteres med et sådant omdrejningstal, at periferihastigheden for den radialt ydre ende af hver af omslutningens åbninger overstiger dampens 35 gennemtrængningshastighed gennem åbningerne, kendetegnet ved, at omslutningen (17) roteres i en stilling umiddelbart over et væskeniveau (15) i et bundkar (3) i en inddamper, at væsken koges i bundkarret, hvorfra damp afsuges og hvilken kogning frembringer skum under fordampningen. 10 DK 174109 B1

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at forholdet mellem periferihastigheden og germemtrængningshastigheden er 2*10, fortrinsvis mellem 3- 5.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at omslutningen (17) roteres omkring en akse (27), der samtidig er midtakse for en cirkulær dampudtagsåbning (9).