192886. lajstromszámú szabadalom • Többfokozatú kigőzölögtetős bepárló berendezés
3 192886 4 A találmány tárgya többfokozatú kigőzölögletős bepárló berendezés, amely egyetlen egységként van kialakítva. A bepárló berendezéseket a vegyipar, élelmiszeripar, vízgazdálkodás sok területén alkalmazzák. A bepárlás - mint ismeretes - oldatok és emulziók szétválasztására szolgáló hóigényes művelet. A bepárlásnál az oldatokat úgy választják szét alkotóikra, hogy hóközlés révén az oldatból az oldószert elgózölögtetik, Így a kívánt koncentrációjú besűrített oldat marad viasza. A bepárló berendezéseket többféle módon lehet osztályozni. Az egyik osztályozás szerint megkülönböztetünk „elgózölögtetéses" és „kigózölögtetéBesn bepárlókat. Az elgózölögtetéses bepárlás állandó nyomáson megy végbe, és a hóközlés közvetlenül eredményezi az oldószer elgózölgését, míg a kigózölögtetós bepárlásnál ez a folyamat két lépésben történik: először a hóközlés által a nagyobb nyomású oldat felmelegítése történik, majd a kővetkező lépésben az oldat nyomását csökkentik, és egy fojtószerven keresztül kisebb nyomású térbe vezetik, minek hatására a nyomáscsökkentéssel egyidejűleg az oldószer egy része gőzzé válik (ki— gőzölög) és az oldat hőmérséklete egyúttal lecsökken. A kigózölögtetéses eljárási az irodalomban „expanziós eljárásnak", illetve leggyakrabban „flash-evaporation"-nak nevezik. Többfokozatú kigózölögtetéses bepárlás esetén „multiflash eljárásról" beszélnek. A bepárláskor többnyire az oldott anyag kinyerése a cél, de olykor mind az oldószer, mind az oldott anyag hasznos termék. Ez utóbbira példa a tengervíz sótalanitása bepárlással. Ekkor a tengervízből egyrészt ivóvizet, másrészt pedig sót nyernek. A bepárlásnak egyik jelentős problémája a lerakódás. Az oldatból kazánkó, illetve az oldat kristályai rakódnak le a készülék falára, ezáltal az áramlási keresztmetszetet szűkítik, ezért elsősorban a hőátadási viszonyokat rontják lényegesen. Ezért célszerű a bepárlókat úgy kialakítani, hogy a tisztítás - elsősorban a mechanikus tisztítás - minél egyszerűbben legyen elvégezhető, illetve a tisztítandó felületek könnyen hozzáférhetők legyenek, mivel ez a gazdaságosságot döntően befolyásolja. Azonban a bepárlás legrégibb, illetve fő problémája a nagy hófogyasztás. A hőfogyasztás csökkentésére alkalmazott hatásos módszer mind az elgőkölögtetéses, mind a kigózölögtetéses eljárásnál a többfokozatú bepárlás. Elméletileg a hófogyasztás fokozatok Bzámával fordított arányban csökken. A gyakorlatban a véges hőátadó felületek miatt a hőfogyasztás ennél kevésbé csökken. A többfokozatú bepárlásnak ma is alkalmazott gyakori módja a többtestes bepárlók alkalmazása. Ez lényegében azt jelenti, hogy ahány fokozat, annyi bepárlóberendezés szükséges, illetve hogy a szabályozó berendezések száma is a fokozatok számával növekszik. Ez a módszer tehát a hőfogyasztást csökkenti ugyan, de a létesítési költségek a többszörösére növekednek. A költségproblémát az újabb időkben kísérletek útján úgy próbálták csökkenteni, hogy a többfokozatú bepárlót egyetlen egységbe építették össze, és az eddigi közöttük lévő szabályozószerveket elhagyták. Ezen kísérleteknél biz egyes testeknek, illetve fokozatoknak megfelelő úgynevezett szendvics egységet készítettek, amelyeket csavarozással fogtak össze egyetlen készülékké alakítva, és az addig alkalmazott szabályozó Bzervek helyett fix fojtószerveket építettek be. Ez a megoldás azonban csak látszólag egyesítette egyetlen egységgé a többfokozatú bepárlót, így a kialakítás költsége viszonylag ennek a megoldásnak is magas volt, azonban ennél a készüléknél egyéb problémák íb megmaradtak, illetve felléplek. Űj problémát okoztak ennél a készüléktípusnál a tömítési gondok, ugyanis a csavarozással összefogott sok fokozatot tömítés választja el egymástól. A tömítések még jó minőségű kivitel esetén íb hibaforrást, azaz átszivárgási veszélyt rejtenek magukban, és különösen a vákuum alatt álló berendezések üzemének gazdaságosságát ronthatják le erősen, illetve esetenként lehetetlenné tehetik. A többfokozatú bepárlóknál ugyanis a fokozatoknak legalább fele vákuum alatt üzemel. További új problémát okozott, hogy a szűk hely miatt a hőátadó felületeket nem csőből, hanem lemezből készítették. Ez a megoldás több hátránnyal járt. A lemez hőátbocsátási viszonyai ugyanis általában kedvezőtlenebbek, mint a csőé, a mechanikus tisztítási lehetőségeik Bzintén kedvezőtlenebbek, mint a cső esetében, továbbá a lemezes megoldás konstrukciós tekintetben is bonyolultabb. Lényeges probléma még ennél a típusú készüléknél, hogy tisztításkor nem volt elég a készüléket kisebb helyeken megbontani, hanem az nagyobb arányú szétszedést igényelt, ami hosszadalmas, költséges és esetenként a tömítések megbontása miatt üzembiztonságot és gazdaságosságot veszélyeztető művelet volt. Végül problémát jelentett, hogy a szabályozó szerveket helyettesítő fojtószervek, tisztítás és csere céljából szintén cBak teljes szétszedés érán voltak hozzáférhetők. Tekintettel arra, hogy külön fojtószerv sor szükséges az oldószer és külön az oldat részére, és e kettős összehasonlítása a beüzemeléskor többszörös cserét jelenthetett, ezért legalább az egyik fojtószervsort, vagy annak néhány tagját célszerű volt könnyen cserélhető kivitelben készíteni. Célunk, hogy a találmány szerinti megoldással a fent felsorolt problémákat kiküszöböljük, illetve lényegesen csökkentsük. Célunk a még mindig magas létesítési költségek csökkentése azáltal, hogy az egyetlen tömítést új módon alakítjuk ki, miáltal az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
