201714. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés folyadékok desztillálására, különösen tengervíz sótalanitására
1 HU 201714 B 2 résznek kicsi a hidraulikus ellenállása. Ezért a levegő kényszercirkuláltatásához kisnyomású - így kis elektromos fogyasztású - ventillátor is elegendő, ami az energia-megtakarítás további forrása. A részben koncentrálódott, magas sótartalmú dúsított 4 tengervíz a II kalorikus egységből a 18 kilépő vezetéken át a 2 elvezetőcsatomába, onnan pedig (nem ábrázolt) úszószelepen keresztül apály idején a tengerbe jut. Az I desztilláló ház friss 3 tengervízzel való ellátása az 1 tápcsatornából történik, amely dagály idején (nem ábrázolt) úszószelepen keresztül automatikusan töltődik fel a kívánt szintre. Amint erre már utaltunk, az 1 tápcsatorna az I desztilláló házzal is a 14 vezeték útján közvetlen összeköttetésben áll, így annak vízszintjét (1. ábra) is automatikusan szabályozza. A II kalorikus egység 15 szivattyúját és 22 ventillátorát hőmérséklet-szabályozó vezérli, ezért a ventillátor és a szivattyú csak a kívánt munkahőmérséklet elérése után indul be. Az 1 tápcsatornából a friss 3 tengervizet a II kalorikus egység 23 felső terébe juttató 15 szivattyú szállító-teljesítménye pontosan meg van határozva; a sókiválás elkerülése érdekében olyan vízfelesleg-mennyiséget kell alkalmazni, hogy a 24 párologtató-hőcserélő térben csak mintegy 50 %-os sótartalomnövekedés következzék be. A fent leírtakból kitűnik tehát, hogy a találmány szerinti rendszerben a I desztilláló házból kilépő meleg telített levegő a hőtartalmát átadja a II kalorikus egységnek, miáltal előidézi a vízgőz kondenzációját, és a levegőt és vizet 80 °C-ról a kilépés hőmérsékletére hűti le. A II kalorikus egységben a felvett hő a tápvíz felmelegítésére és annak elpárologtatására fordítódik. Ha a II kalorikus egység tökéletesen hőszigetelt lenne, és nem lépnének fel egyéb, de nem jelentős járulékos hőveszteségek, és a hőátadási viszonyok javításával sikerülne a hőátadást is tökéletessé tenni, a rendszer - egyszeri felmelegítés után - külső energia felvétele nélkül is képes lenne a folyamatos működésre. A hőátadási viszonyok minden határon túli javításának csak gyakorlati határa van: ténylegesen ugyanis nem készíthető végtelen nagy felületű, vagy záró falvastagságú hőcserélő. Ezek szerint tehát a találmány szerinti rendszerben külső energiára, azaz napenergiára csak a rendszer üzemi hőmérsékletének az eléréséhez, valamint a szokásos kalorikus veszteségek pótlásához van szükség; éppen ez a minimális külső energia-igény tényező teszi a találmány szerinti édesvíz-gyártást maximálisan energiatakarékossá. Egy, a 2. ábra szerinti felépítésű II kalorikus egység - a méretezésétől függően - 100-500 m2 tetőfelületű I desztilláló házat tud ellátni. Ha a desztilláló házakat mozaikszerűen egymás mellé építjük, egyetlen tápcsatornával és egyetlen levezető csatornával kiszolgálható az összes berendezés, emellett mindkét csatorna lefedhedtő, és a desztilláló ház-sorok útként szolgálhat. Annak ellenére, hogy a fent elmondottakból nyilvánvalóan a párolgás döntő részben nem az I desztilláló házban, hanem a II kalorikus egységben történik, időben az I desztilláló házban lévő tengervíz is koncentrálódni fog, ezért abból időszakonként a teljes mennyiséget le kell engedni az 1 tápcsatornába, és a I desztilláló házat friss tengervízzel kell feltölteni. A 3. ábrán látható berendezés a 2. ábra szerintitől abban tér el, hogy a II kalorikus egysége némileg egyszerűbb kiképzésű, ezért a 2. ábrán használt hivatkozási számokat és jeleket értelemszerűen alkalmaztuk a 3. ábrán is. Eltérés abban van, hogy az ábrán az egyszűség kedvéért csak egy gőztelítő 30 csövet rajzoltunk be. (A valóságban itt is csőköteg van). A meleg telített levegő az I desztiláló házból (üvegházból) közvetlenül (tehát elosztófej nélkül) jut az/nyilaknak megfelelően a 17 tartály közbenső 24 párologtató-hőcserélő terébe, és hogy itt a nyers tengervíznek a 23 felső térbe juttatására szolgáló 31a folyadéktovábbító csövet nem spirális csőkígyó, hanem egy vagy több egyenes felszálló cső alkotja. A 3. ábra szerinti berendezés működése egyébként teljesen azonos a 2. ábrával kapcsolatban fent leírt működéssel. A találmányt a továbbiakban példákon keresztül ismertetjük részletesen, amelyek végrehajtásához 3. ábrán látható II kalorikus egységet laboratóriumi változatban készítettük el azzal az eltéréssel, hogy az 5 gyűjtőtartályból kilépő levegőt vízhűtőn keresztül vezettük a környezetbe, és a levegőt közvetlenül a környezetből fűvattuk be. így desztillált vizet három helyen gyűjtünk:- a II kalorikus egységben,- az I desztilláló házban, ahol a víz az üvegből készült 10 tető belső felületén kondenzálódik;- a vízhűtő 5 gyűjtőtartályban. A laboratóriumi berendezés főbb jellemzői az alábbiak voltak: az I desztilláló ház 10 tetőjének a besugárzását W-szálas izzókkal végeztük. A besugárzott felület 0,75 m2. A 10 tető lejtésszöge 20°. A besugárzás szöge a vízszinteshez képest 50°. A besugárzás átlagos fluxusa az üvegtetőn mérve 10 000 lux volt. Az I kalorikus egység henger alakú 17 tartályának az átmérője 120 mm, hasznos hosszúsága 900 mm. A lecsorgó folyadékfilmmel nedvesített gőztelítő 30 csövek (18 db cső) bruttó felülete 0,084 m2. Az I desztilláló ház feketére festett 9a belső felületű 7 fenéklemezén levő víz indulási magassága kb. 3 cm. Az I desztilláló ház külső 8 hőszigeteléseként 5 cm vastag műanyaghab réteget (HUNGAROCELL) hordtunk fel, míg a II kalorikus egység 17 tartályát 2,5 cm vastag rugalmas műanyaghabbal hőszigeteltük. A hőmérsékletet hét helyen mértük, és tizenkét csatornás rekorderen folyamatosan regisztráltuk. A mérési helyek és az ott mért T1-T7 hőmérsékletek az alábbiak voltak:- környezet (Ti)- az I desztilláló ház (üvegház) légtere (T2)- az I desztilláló házban lévő víz (T3)- a II kalorikus egységből az I desztilláló házba juttatott meleg, telített levegő (T4)- az 5 gyűjtőtartályból a vízhűtőbe lépő levegő (T5);- a II kalorikus egységbe vitt tápvíz (Tő);- a II kalorikus egységből kilépő tápvíz (T7). Tengervíz helyett 3%-os NaCl-tartalmú csapvizet használtunk. A fentiekben leírt berendezés szakaszos működésű, mert az I desztilláló házban lévő víz - a folyamatos utánpótlás ellenére - sóban fokozatosan feldúsul, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7
