201714. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés folyadékok desztillálására, különösen tengervíz sótalanitására
1 HU 201714 B 2 A DE 3242 807. számú szabadalmi leírásból megismerhető berendezésnél ugyancsak vivőgázzal juttatják a gőzt a párologtatóból a kondenzátorba. A berendezésnek két párologtató tartálya van. A leírás szerint a kondenzációs hőt visszanyerik. A megoldás változatának tekinthető az US 4 595 459. számú szabadalmi leírás tárgyát képező desztillátor, amelynek három, egymástól falakkal elhatárolt koncentrikus tere van. Legbelül helyezkedik el a párologtató tér, középen van a kondenzációs tér, amelyet kívülről a fűtőtér határol. A vivőgáz a párologtatóból a kondenzátorba jut, majd onnan viszakerül a párologtatóba. A kondenzációs hőt a külsőrész veszi fel, és innen juttatják visza - előmelegített tápvíz formájában - a párologtatóba. A DE 3 123 409. számú, az US 4 343 683. számú, az US 4 235 679. az US 4 235 678. és az US 4 209 363. számú szabadalmi leírások szerint is a kondenzációs hőt a tápvíz előmelegítésére használják, míg az US 3 123 409. és az US 4 235 678. számú szabadalmi leírásból megismerhető megoldásnál ugyanerre a célra vákuumot használnak. Az US 4 235 679. számú szabadalmi leírás tárgyát képező berendezés esetében zárt körben cirkuláló hűtőközeg révén adódik át a hő a tápvíznek. Összefoglalólag megállapíthatjuk, hogy a tengervíz desztillációs folyamatának energiaigénye csökkentésére irányuló eddigi törekvések legfeljebb kisebb jelentőségű részsikereket eredményeztek. Az a más iparágakban rutinszerűen alkalmazott módszer, amely szerint a kondenzációs hő egy részét - az ellenáram elve alapján - a desztillálandó folyadék közel forráspontig való felmelegítésére használják, a tengervíz desztillációjánál ugyancsak nem célravezető, mert egyrészt az így visszanyert hő csak töredéke a kondenzációs hőnek, másrészt a kondenzációs hő további része, amelyet a felmelegített hűtővíz hordoz, és amely - főleg a mérsékelt és hideg égövön, az évszaktól függően - használati melegvíz előállítására használható, veszendőbe megy, mert ahol a tengervíz desztillálására van szükség, lokális igényként általában nem merül fel használati melegvíz-igény. Az az elvi lehetőség, amelyet alacsony forráspontú közeggel (például freon, ammónia, szénhidrogének) töltött zárt, cirkulációs rendszerben turbogenerátorok hajtása jelentene, bonyolultsága és nagy eszközigényesége miatt hagyható figyelmen kívül. A találmány feladata, hogy olyan megoldást szogáltasson folyadékok desztillálására, elsőrorban tengervíz sótalanítására, amely egyszerű és olcsó berendezéssel hajtható végre, amely berendezés kezelést nem, vagy csak alig igényel, és amelynek a beruházási költsége igen rövid idő alatt megtérül, más szóval: amelynek a beruházási költségei minimálisak. A találmány alapja az a felismerés, hogy a tengervíz sótalanítására szolgáló létesítmény fajlagos beruházási költségei közel nagyságrendileg csökkenthetők abban az esetben, ha az üzemelés során a kondenzációs hőt egyszerű módon teljes, vagy lényegében teljes mennyiségében visszajáratjuk a folyamatba. Felismertük továbbá, hogy a kondenzációs hő ilyen visszajáratása egy üvegház típusú desztillátor és egy háromkörös, háromfunkciós kondenzátor-hőcserélőgőztelítő kalorikus egység kombinációjával oldható meg. A fenti felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelynek során a folyadékot párologtatjuk és kondenzáltjuk, a kondenzátumot elvezetjük, és a párologtatás során keletkezett gőz áramoltatásával a párologtatandó folyadék hőmérsékletét megnöveljük, és amely eljárásra az jellemző, hogy a hőcserével megnövelt hőmérsékletű párologtatandó folyadékot nála alacsonyabb hőmérsékletű telíttett levegővel ellenáramban vezetve és közvetlenül érintkeztetve párologtatjuk, ezzel a levegő hőmérsékletét megnöveljük; a megnövelt hőmérsékletű telített levegőt legalább időszakosan melegített desztilláló térbe vezetjük, és a párologtatandó folyadék hőmérsékletének a megnövelésére és vízgőz előállítására az e desztilláló térből kivezetett meleg telített levegőt használjuk. A desztilláló tér lehet például valamilyen üvegház, illetve melegház jellegű desztillációs ház, de lehet bármilyen típusú desztillációs berendezés, például kazán is. Az eljárás egy előnyös foganatosítási módjára az jellemző, hogy a kondenzátumot, vagy annak túlnyomó részét a desztillálandó folyadékkal ellenáramban vezetett meleg telített levegő kondenzáltatásával állítjuk elő, kisebb részét pedig - adott esetben - a desztilláló térben gyűjtjük össze. Ebből következik, hogy a desztilláló térből esetleg nem is veszünk el kondenzátumot; itt egyébként a találmány szerinti rendszerben a teljes kondenzátum-mennyiség legfeljebb 10%-a képződik. Egy további találmányi ismérvnek megfelelően a desztilláló teret napenergiával melegítjük. Célszerű továbbá, ha a desztilláló térből a meleg telített levegőt az e tér déli tartományában vezetjük be, és az északi tartományából vezetjük ki. Végül az eljárás egy másik előnyös foganatosítási módjára az jellemző, hogy a párologtatandó folyadékot zárt vezetékben áramoltatjuk a telített meleg levegővel ellenáramban. Mind a folyadék, mind a levegő vonatkozásában a lehető leghosszabb áramlási pályát célszerű biztosítani, ezért a folyadékot spirális csőkígyóban áramoltatjuk, a meleg telített levegőt pedig áramlásterelő lemezekkel többszöri irányváltozásra kényszerítjük. Ezzel a közvetetten érintkező két közeget turbulens áramlásra kényszerítjük, ami megnöveli a hőátadási tényezőt. A találmány szerinti berendezésnek hevíthető desztilláló háza van, és e berendezésre az jellemző, hogy a desztilláló házzal kapcsolatban álló kalorikus egysége van, amely felső teret, alsó teret és közbenső párologtató-hőcserélő teret tartalmazó - célszerűen állóhenger alakú tartállyal rendelkezik; a párologtató-hőcserélő tér felső része a desztilláló házból kilépő, telített meleg levegőt szállító vezetékkel áll kapcsolatban, és e térben legalább egy, előnyösen több gőztelitő cső van végigvezetve, amely a felső végével a felső térbe, az alsó végével pedig az alsó térbe torkollik, és a párologtató-hőcserélő térben a desztillálandó (nyers) folyadék továbbítására szolgáló vezeték is be van építve, amely a felső térbe torkollik, és a másik vége a desztillálandó folyadék-forrással kapcsolatban álló, és szivattyút tartalmazó vezetékhez van csatlakoztatva; a tartály alsó terébe a desztilláló házból kilépő telített meleg levegőénél alacsonyabb hőmérsékletű - célszerűen telített - levegőt szállító 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
