BG4402U1

BG4402U1 - Installation for the thermal separation of liquid mixtures in inert medium

Info

Publication number: BG4402U1
Application number: BG5671U
Authority: BG
Inventors: Ненко Ненов; Стефанов Ненов Ненко
Original assignee: Иносолв Еоод
Priority date: 2023-02-15
Filing date: 2023-02-15
Publication date: 2023-03-15

Abstract

The present utility model relates to an installation for the thermal separation by means of spontaneous evaporation of liquid mixtures in an inert medium which can be used in production processes related to dealcoholisation of wine, deflavoring of fruit and vegetable juices, wastewater treatment, recycling of organic solvents, etc. in the food, pharmaceutical and chemical industries as well as in waste management operations. The installation ensures efficient processing and separation of liquid mixtures and brings about process- and energy-related benefits such as the use of inert gas as a carrier which captures molecules of volatile components and protects the treated liquid mixture from adverse chemical reactions, for example oxidation. The installation consists of a pretreatment module (1) connected to a process chamber (7), while the heat demand of the installation is met by a heat pump or water boiler (25). The separated distillate is evacuated from the drying chamber (14) by a suction pump (15).

Description

Област на техникатаField of technique

Полезният модел се отнася до инсталация за топлинно разделяне на течни смеси в инертна среда, чрез излъхване и може да намери приложение при производства, свързани с деалкохолизиране на вино, деароматизиране на плодови и зеленчукови сокове, преработка на отпадни води, рециклиране на органични разтворители и други в хранителната, фармацевтичната и химическата промишленост и управлението на отпадъци.The utility model refers to an installation for the thermal separation of liquid mixtures in an inert environment, by blowing, and can be used in productions related to dealcoholization of wine, dearomatization of fruit and vegetable juices, processing of waste water, recycling of organic solvents and others in the food, pharmaceutical and chemical industries and waste management.

Предшестващо състояние на техникатаPrior art

Разделянето на течни смеси, съдържащи един или повече летливи компоненти е често срещана в практиката технологична операция, като се прилага при широка гама производства в хранителната, фармацевтичната и химическата индустрии. Съгласно втори закон на термодинамиката работата на инсталациите за разделяне на течни смеси трябва да е съпроводена с внасянето на енергия.The separation of liquid mixtures containing one or more volatile components is a common technological operation in practice, being applied to a wide range of productions in the food, pharmaceutical and chemical industries. According to the second law of thermodynamics, the operation of plants for the separation of liquid mixtures must be accompanied by the input of energy.

Според формата на внасяната енергия известни са инсталации с внасяне на топлина, при които топлинното разделяне на многокомпонентна течна смес, съдържаща различни температури на кипене на нейните компоненти се извършва в изпарителни, дестилационни и ректификационни инсталации.According to the form of the input energy, heat input installations are known, in which the thermal separation of a multicomponent liquid mixture containing different boiling temperatures of its components is carried out in evaporation, distillation and rectification installations.

Известни са и друг вид инсталации, работещи на принципа на внасяне на работа, при което се извършва механично разделяне на многокомпонентна течна смес от различните молекулни маси на нейните компоненти. Такива са инсталации, в които се прилага ултрафилтрация, обратна осмоза и др.).Another type of installations operating on the principle of adding work is known, in which mechanical separation of a multicomponent liquid mixture from the different molecular masses of its components is performed. Such are installations that use ultrafiltration, reverse osmosis, etc.).

В зависимост от свойствата на компонентите, присъстващи в течната смес, топлинното разделяне се извършва в инсталации работещи под вакуум, при атмосферно налягане или при над налягане. Според конкретното приложение на дадена инсталация, като краен продукт може да бъде получаване на лесно летливата фракция, трудно летлива или нелетлива фракция или комбинацията от двете. От практиката е установено, че топлинното разделяне на течни смеси е свързано със значителен разход на топлина, като за неговото намаляване се използват многостепенни изпарителни инсталации, инсталации включващи механично сгъстяване на получавана парна фаза и използването, и като топлоносител, както и инсталации с термично сгъстяване на част от получаваната парна фаза и използването и като топлоносител.Depending on the properties of the components present in the liquid mixture, the thermal separation is carried out in installations operating under vacuum, at atmospheric pressure or at overpressure. According to the specific application of a given installation, the end product may be the production of the volatile fraction, the volatile or non-volatile fraction, or a combination of both. It has been established from practice that the thermal separation of liquid mixtures is associated with significant heat consumption, and for its reduction, multi-stage evaporation plants are used, plants including mechanical condensation of the obtained vapor phase and the use, and as a heat carrier, as well as plants with thermal condensation of a part of the obtained vapor phase and its use also as a heat carrier.

Известна е патентна публикация СА 2574113 С, Distillation process using microchannel technology, 2004 г., в която е описана инсталация за дестилация използваща микроканали. В цитираната инсталация се използват множество канали за течната и парната фаза, които се използват в качеството им на изпарители и на кондензатори, включително и с използването на топло обменни апарати. Инсталацията позволява да се постигне разделяне на компоненти с близки температури на кипене.Patent publication CA 2574113 C, Distillation process using microchannel technology, 2004, is known, in which a distillation installation using microchannels is described. The mentioned installation uses multiple channels for the liquid and vapor phase, which are used as evaporators and condensers, including the use of heat exchangers. The installation allows the separation of components with close boiling points to be achieved.

Известна е инсталация за концентриране на отпадна вода, използваща отпадна топлина - US 8066845 B2Compact wastewater concentrator using waste heat, 2011. Инсталацията се състои от помпа за изходната течна смес, чиито изход е свързан с коридор, в който течната смес се впръсква и диспергира във въздушен поток, при което част от водата и летливите компоненти, съдържащи се в течната смес се изпаряват. Изходът на коридора е свързан с обезмъглител, в който механично се отделят капките вода от въздушния поток, като изходът на обезмъглителя е свързан със спомената вече помпа, а потокът концентрирана течна смес се рециклира в коридора или се отвежда извън инсталацията. Изхода на обезмъглителя е свързан със смукателната страна на вентилатор, предназначен за изтегляне на отработения овлажнен въздух.An installation for concentrating wastewater using waste heat is known - US 8066845 B2Compact wastewater concentrator using waste heat, 2011. The installation consists of a pump for the output liquid mixture, the outlet of which is connected to a corridor in which the liquid mixture is injected and dispersed in air flow, in which some of the water and volatile components contained in the liquid mixture are evaporated. The outlet of the corridor is connected to a demister, in which the water droplets are mechanically separated from the air stream, the demister outlet is connected to the already mentioned pump, and the stream of concentrated liquid mixture is recycled in the corridor or taken out of the installation. The outlet of the defogger is connected to the suction side of a fan designed to draw the exhaust humidified air.

Известна е друга инсталация, описана в патентна публикация US 11390791 В2 - Apparatus for concentrating wastewater and for creating brines 2021. Инсталацията включва последователно свързани смесителен коридор, захранваща помпа и обезмъглител, и е приложима за използване при отпадни води. В инсталацията е предвидено прилагане на вторична рециркулация на концентрираната отпадна вода, като за целта обезмъглителя е свързан с допълнителен резервоар, в който се утаяват твърдите частици, съдържащи се в отпадната вода. Към споменатият резервоар е монтиран смесител, чието предназначение е за получаването на специализирани разтвори.Another installation is known, described in patent publication US 11390791 B2 - Apparatus for concentrating wastewater and for creating brines 2021. The installation includes a series-connected mixing corridor, feed pump and demister, and is applicable for use with waste water. The installation envisages the application of secondary recirculation of the concentrated waste water, and for this purpose the demister is connected to an additional tank in which the solid particles contained in the waste water are settled. A mixer is installed to the mentioned tank, the purpose of which is to obtain specialized solutions.

Известна е инсталация за отделяне на вода от водни смеси, обект на патентна публикация US 8252092 В2. Инсталацията се състои от овлажнителна камера, в която в противоток контактуват водната смес и газов поток, по същество представляващ носител при ниско налягане. Изходът на камерата по газов поток е свързан с компресор, чието предназначение е за увеличаване налягането на овлажнения газ. От своя страна изхода на компресора е свързан с изсушителна камера, в която се постига отнемане на водните пари от газовия поток, което се провежда при по-ниско налягане. Към изсушителната камера са свързани последователно нагревател и експандер, през които преминава изходящия газов поток, като се понижава налягането му. От своя страна изходът на експандера е свързан с входа на овлажнителната камера за подаване на носителя - изсушения и сгъстен газов поток.An installation for separating water from aqueous mixtures is known, the subject of patent publication US 8252092 B2. The installation consists of a humidification chamber in which the water mixture and a gas stream, essentially a low-pressure carrier, are in countercurrent contact. The outlet of the gas flow chamber is connected to a compressor whose purpose is to increase the pressure of the humidified gas. In turn, the output of the compressor is connected to a drying chamber, in which removal of water vapor from the gas stream is achieved, which takes place at a lower pressure. A heater and an expander are connected in series to the drying chamber, through which the outgoing gas flow passes, lowering its pressure. In turn, the outlet of the expander is connected to the inlet of the humidification chamber for supplying the carrier - the dried and compressed gas flow.

В резултат на описаното съчетание и свързване на технологичните елементи на инсталацията, в долната част на овлажнителната камера се отделя поток от неизпарена водна смес, а в долната част на изсушителната камера се отделя дестилат.As a result of the described combination and connection of the technological elements of the installation, a flow of non-evaporated water mixture is released in the lower part of the humidification chamber, and a distillate is released in the lower part of the drying chamber.

Техническа същност на полезния моделTechnical nature of the utility model

Предвид известното ниво на техниката в разглежданата техническа област, задача на полезния модел е да се предложи инсталация за топлинно разделяне на течни смеси в инертна среда, която да осигурява ефективно разделяне на течни смеси, в резултат на което се получава максимално оползотворяване на ресурсите, крайни продукти с високо качество и желана чистота, ниска себестойност, позволяващи използването им в други производства.Given the known state of the art in the technical field under consideration, the task of the utility model is to propose an installation for the thermal separation of liquid mixtures in an inert medium, which provides efficient separation of liquid mixtures, resulting in the maximum utilization of resources, final products of high quality and desired purity, low cost, allowing their use in other productions.

Задачата се решава с инсталация за топлинно разделяне на течни смеси в инертна среда чрез излъхване, състояща се от съд за течна смес, свързан с работна овлажняваща камера, изхода на която е свързан с компресор, при което изходът на компресора е свързан с изсушителна камера, от чиито изход, оформен в долният и край се извежда поток от дестилат.The task is solved with an installation for thermal separation of liquid mixtures in an inert environment by blowing, consisting of a container for a liquid mixture connected to a working humidification chamber, the outlet of which is connected to a compressor, where the outlet of the compressor is connected to a drying chamber, from the outlet of which, formed in the lower end, a stream of distillate is brought out.

Съгласно полезния модел съдът за течна смес е изпълнен, като приемен съд представляващ част от подготвителен модул, като в долната част на приемния съд са монтирани кран за инертен газ и дренажен кран, и към дъното на приемния съд чрез помпа е свързан нагревател за течната смес, като топлинните товари на всички нагреватели и охладители се осигуряват с външен енергоизточник, изпълнен като термопомпа, при което подготвителният модул е свързан с климатичен модул, състоящ се от нагревателен и охладителен модули, и нагревателният модул включва работната камера, изпълнена с разположени в нея вани, а изхода на работната камера по течна смес е свързан със сборен съд за нелетлив остатък, снабден с кран за подаване на инертен газ и дренажен кран, при което към сборният съд е монтирана смукателна помпа, а охладителният модул включва охлаждаем изсушител, свързан с изход на работната камера по инертен газ, като изсушителя е изпълнен с приемен обем, под който е монтирана помпа за дестилат, и един изход на изсушителя по инертен газ е свързан със смукателната страна на въздуходувка, от нагнетателната страна на която е монтиран нагревател за потока инертен газ, чиито изход е свързан с входа на работната камера по инертен газ, а друг втори изход на изсушителя е свързан с хладилен компресор, нагнетателната страна на който е свързана с кондензатор с водно охлаждане, като към изхода му по хладилен агент е монтирано дроселиращо устройство, свързано с входа на изсушителя по хладилен агент, а изхода на изсушителя по хладилен агент е свързан със смукателната страна на хладилен компресор, и изходът на кондензатора по вода е свързан през нагнетателна помпа последователно с входа на нагревателя за инертен газ, като на изхода на кондензатора по вода през помпа е монтиран компенсационен охладител, снабден е вентилатор, като изхода на охладителя е свързан с входа на кондензатора по вода.According to the useful model, the vessel for the liquid mixture is made as a receiving vessel representing a part of a preparation module, and in the lower part of the receiving vessel an inert gas valve and a drain valve are installed, and a heater for the liquid mixture is connected to the bottom of the receiving vessel by means of a pump , where the thermal loads of all heaters and coolers are provided by an external energy source implemented as a heat pump, wherein the preparation module is connected to a climate module consisting of heating and cooling modules, and the heating module includes a working chamber filled with baths located therein , and the outlet of the liquid mixture working chamber is connected to a collecting vessel for non-volatile residue, equipped with an inert gas supply valve and a drain valve, where a suction pump is mounted to the collecting vessel, and the cooling unit includes a refrigerated dryer connected to the outlet of the inert gas working chamber, the dryer being filled with a receiving volume below which a distillate pump is mounted, and one outlet of the inert gas dryer is connected to the suction side of a blower, on the discharge side of which an inert flow heater is mounted gas, the outlet of which is connected to the inlet of the working chamber by inert gas, and another second outlet of the dryer is connected to a refrigeration compressor, the discharge side of which is connected to a water-cooled condenser, and a throttling device is installed on its refrigerant outlet , connected to the refrigerant dryer inlet, and the refrigerant dryer outlet is connected to the suction side of a refrigeration compressor, and the water condenser outlet is connected through a booster pump in series with the inert gas heater inlet, as the outlet of a compensating cooler is installed in the condenser by water through a pump, a fan is provided, and the outlet of the cooler is connected to the inlet of the condenser by water.

Съгласно едно вариантно изпълнение на инсталацията съгласно полезния модел, топлинните товари на всички нагреватели и охладители се осигуряват с външен енергоизточник, изпълнен като водогреен котел с електрическо нагряване, свързан с нагревателя и с нагревателя за течната смес, а изсушителя е свързан със смукателната страна на въздуходувката, другата страна на която е свързана директно към нагревателя.According to an alternative embodiment of the plant according to the utility model, the thermal loads of all heaters and coolers are provided by an external energy source, implemented as an electrically heated water boiler, connected to the heater and to the liquid mixture heater, and the dryer is connected to the suction side of the blower , the other side of which is connected directly to the heater.

Съгласно едно предпочитано изпълнение на инсталацията, в работната камера ваните са най-малко две, ориентирани хоризонтално и разположени една над друга, като всяка от ваните е снабдена с нагревател.According to a preferred embodiment of the installation, in the working chamber there are at least two baths, oriented horizontally and located one above the other, and each of the baths is equipped with a heater.

Съгласно едно изпълнение на инсталацията към изсушителя е свързан дозиращ кран за подаване на разреждаща вода. В работните обеми на течната смес се поддържа атмосферно налягане. Като инертен газ може да се използват азот, аргон и други химически неактивни и некондензиращи газове.According to one embodiment of the installation, a dosing tap for supplying dilution water is connected to the dryer. Atmospheric pressure is maintained in the working volumes of the liquid mixture. Nitrogen, argon and other chemically inactive and non-condensing gases can be used as an inert gas.

Инсталацията съгласно полезния модел е изпълнена от достъпни технически съоръжения и апарати, които осигуряват ефективно преработване на течни смеси. Тя се характеризира със следните технологични и енергийни предимства: използване на инертен газ като носител, отнемащ молекули на летливи компоненти, осигурява защита на обработваната течна смес от нежелани химични реакции, като окисление и др. Освен това наличието на инертен газ и липсата на въздух в работните обеми предпазва от образуването на взривоопасна газова смес в тях.The installation according to the utility model is made of affordable technical equipment and apparatus that ensure efficient processing of liquid mixtures. It is characterized by the following technological and energy advantages: use of an inert gas as a carrier, removing molecules of volatile components, provides protection of the processed liquid mixture from unwanted chemical reactions, such as oxidation, etc. In addition, the presence of inert gas and the absence of air in the working volumes prevents the formation of an explosive gas mixture in them.

Възможността на работа на инсталацията при ниски температури на сместа я предпазва от нежелани температурни деструкции. Конструкцията на инсталацията позволява обработката както на бистри, така и на мътни течни смеси, включително и такива с неразтворени твърди частици. Напълно затворената конструкция на инсталацията не позволява емисии на газова фаза към околната среда и спазване на високи критерии за екологично производство и опазване на околната среда. Използването на термопомпа в инсталацията води до енергийно ефективна нейна работа при ниски експлоатационни разходи. Използваните апарати позволяват получаване на няколко крайни продукта, което увеличава икономическата рентабилност на инсталацията.The possibility of operation of the installation at low temperatures of the mixture protects it from unwanted temperature destruction. The construction of the installation allows the processing of both clear and cloudy liquid mixtures, including those with undissolved solid particles. The completely closed construction of the plant does not allow gas phase emissions to the environment and compliance with high criteria for ecological production and environmental protection. The use of a heat pump in the installation leads to its energy-efficient operation at low operating costs. The devices used allow obtaining several final products, which increases the economic profitability of the installation.

Пояснение на приложените фигуриExplanation of the attached figures

По-нататък инсталацията за разделяне на течни смеси е представена с помощта на придружаващите описанието чертежи, където:In the following, the plant for separating liquid mixtures is presented with the help of the drawings accompanying the description, where:

Фигура 1(a) представлява примерно изпълнение на инсталацията с топлинни товари осигурени от термопомпа;Figure 1(a) represents an exemplary implementation of the installation with heat loads provided by a heat pump;

Фигура 1(б) представлява примерно изпълнение на инсталацията с топлинни товари осигурени от външни енергийни източници;Figure 1(b) represents an exemplary implementation of the installation with heat loads provided by external energy sources;

Фигура 2 представлява примерно изпълнение на инсталацията с разреждане на получавания дестилат с вода от външен източник.Figure 2 represents an exemplary implementation of the installation with dilution of the resulting distillate with water from an external source.

Пример за изпълнение на полезния моделExample implementation of the utility model

Инсталацията за разделяне на течни смеси се състои от последователно разположени и свързани помежду си в технологична съвкупност апарати и съоръжения, като описаните примерни изпълнения не трябва да се разглеждат, като ограничаващи и могат да се реализират и други вариантни изпълнения, което осигуряват еквивалентен технически резултат:The installation for the separation of liquid mixtures consists of sequentially located and interconnected devices and equipment in a technological set, and the described example implementations should not be considered as limiting and other alternative implementations can be realized, which provide an equivalent technical result:

Едно примерно изпълнение на инсталацията съгласно полезния модел може да се реализира с осигуряване на всички отоплителни и охладителни товари чрез термопомпа. Това изпълнение на инсталацията е подходящ за прилагане при разделянето на по-лесно летливи смеси.An exemplary implementation of the installation according to the utility model can be realized by providing all heating and cooling loads through a heat pump. This implementation of the installation is suitable for application in the separation of more volatile mixtures.

Инсталацията се състои от подготвителен модул 1, който се състои от приемен съд 2, в който постъпва изходната течна смес, който в долната си част е снабден с кран за подаване на инертен газ 3 и дренажен кран 4. В долната си част приемният съд 2 е свързан с нагнетателна помпа 5, на изхода на която е монтиран нагревател за изходната суровина 6. Изходът на нагревателя 6 е свързан с горната част на работна камера 7, с разположени в нея вани 8, разположени една над друга, като във всяка вана 8 е монтирано подгряващо устройство 9. В работната камера 7 потокът изходна течна смес контактува с циркулиращ инертен газ (азот, аргон и др.), като последният отнема от нея молекули на леснолетливите и съставки чрез процес на излъхване.The installation consists of a preparation module 1, which consists of a receiving vessel 2, into which the output liquid mixture enters, which in its lower part is equipped with an inert gas supply valve 3 and a drain valve 4. In its lower part, the receiving vessel 2 is connected to a discharge pump 5, at the outlet of which a heater for the raw material 6 is installed. The outlet of the heater 6 is connected to the upper part of a working chamber 7, with tubs 8 located in it, located one above the other, as in each tub 8 a heating device 9 is installed. In the working chamber 7, the flow of the output liquid mixture comes into contact with a circulating inert gas (nitrogen, argon, etc.), and the latter removes volatile molecules and components from it through a blow-off process.

Изходът на работната камера 7 по течна смес е разположен в долната й част и е свързан със сборен съд 10 за нелетлив остатък, в чиято долна част са монтирани дренажен кран 12 и нагнетателен кран 11 за подаване на инертен газ, свързан със смукателна помпа 13 за изтегляне на трудно летливия течен остатък извън разглежданата инсталация.The outlet of the working chamber 7 for a liquid mixture is located in its lower part and is connected to a collection vessel 10 for a non-volatile residue, in the lower part of which a drain valve 12 and a discharge valve 11 for supplying inert gas connected to a suction pump 13 for withdrawal of the non-volatile liquid residue outside the installation in question.

Изходът на работната камера 7 по потока инертен газ е свързан с охлаждаем изсушител 14, за предпочитане изпълнен с приемен обем. В долната част на изсушителя 14 е монтирана изтегляща помпа 15, предназначена за изтегляне на образувания в него течен дестилат извън разглежданата инсталация. Изходът на изсушителя 14 по инертен газ е свързан със смукателната страна на въздуходувка 16, като към нагнетателната й страна е монтиран нагревател 17, предвиден за нагряване на потока от инертен газ, при което изхода на нагревателя 17 е свързан с входа на работната камера 7 по инертен газ.The outlet of the working chamber 7 along the inert gas flow is connected to a cooled dryer 14, preferably filled with a receiving volume. In the lower part of the dryer 14, a withdrawal pump 15 is installed, designed to withdraw the liquid distillate formed in it outside the considered installation. The inert gas outlet of the dryer 14 is connected to the suction side of the air blower 16, and a heater 17 is installed on its discharge side, intended for heating the flow of inert gas, where the outlet of the heater 17 is connected to the inlet of the working chamber 7 via inert gas.

Топлинните товари на всички нагреватели и охладители се доставят от термопомпа, изпълнена от хладилен компресор 18, нагнетателната страна на който е свързана с кондензатор 19, за предпочитане с водно охлаждане, в който парите на хладилния агент се втечняват. Към изхода на кондензатора 19 по хладилен агент е монтирано дроселиращо устройство 20. Едновременно с това изходът на кондензатора 19 по вода е свързан през помпа 21 последователно с входа на нагревателя 17 за инертен газ. Описаното свързване на кондензатора 19 осигурява доставяне на топлината на кондензация до топлинните консуматори. Изходът на кондензатора 19 по вода е свързан с входа на подгряващите устройства 9, разположени във ваните 8 на работната камера 7.The heat loads of all the heaters and coolers are supplied by a heat pump powered by a refrigeration compressor 18, the discharge side of which is connected to a condenser 19, preferably water-cooled, in which the refrigerant vapor liquefies. A throttling device 20 is mounted to the refrigerant outlet of the condenser 19. At the same time, the water outlet of the condenser 19 is connected through a pump 21 in series with the inlet of the inert gas heater 17. The described connection of the condenser 19 ensures delivery of the heat of condensation to the heat consumers. The water output of the condenser 19 is connected to the input of the heating devices 9 located in the baths 8 of the working chamber 7.

Изходът на нагревателя 17 е свързан с входа на нагревателя 6 за суровината - течна смес, като изхода на нагревателя 6 по вода е свързан с входа на кондензатора 19 на термопомпата.The outlet of the heater 17 is connected to the inlet of the heater 6 for the raw material - liquid mixture, and the outlet of the water heater 6 is connected to the inlet of the condenser 19 of the heat pump.

Изходът на изсушителя 14 по хладилен агент е свързан със смукателната страна на хладилния компресор 18. В допълнение, към изхода на кондензатора 19, през междинна помпа 22 е монтиран компенсационен охладител 23, снабден с вентилатор 24, през който се отделя излишната топлина в инсталацията. Изходът на охладителя 23 е свързан с входа по вода на кондензатора 19.The outlet of the dryer 14 for refrigerant is connected to the suction side of the refrigeration compressor 18. In addition, to the outlet of the condenser 19, through an intermediate pump 22, a compensating cooler 23 is installed, equipped with a fan 24, through which excess heat is released in the installation. The outlet of the cooler 23 is connected to the water inlet of the condenser 19.

В работните обеми на течната смес се поддържа атмосферно налягане. Като инертен газ може да се използват азот, аргон и други химически неактивни и некондензиращи газове.Atmospheric pressure is maintained in the working volumes of the liquid mixture. Nitrogen, argon and other chemically inactive and non-condensing gases can be used as an inert gas.

Инсталацията, обект на полезния модел може да бъде изпълнена в едно вариантно изпълнение, както е показано на фигура 1б, което е подходящо за прилагане при необходимост от разделяне на по-трудно летливи смеси. Характерно за вариантното изпълнение е това, че топлинните товари на инсталацията се осигуряват чрез външни енергоизточници.The installation, object of the utility model can be implemented in a variant embodiment, as shown in figure 1b, which is suitable for application when it is necessary to separate more volatile mixtures. It is characteristic of the variant implementation that the heat loads of the installation are provided by external energy sources.

Инсталацията се състои от подготвителен модул 1, състоящ се от приемен съд 2 в който постъпва изходната трудно летлива течна смес, в долната си част е снабден с кран за подаване на инертен газ 3 и дренажен кран 4. В долната си част приемния съд 2 е свързан с помпа 5, на изхода на която е монтиран нагревател за изходната суровина 6. Изходът на нагревателя 6 е свързан с горната част на работна камера 7, с разположени в нея вани 8, разположени една над друга, при което във всяка вана 8 е монтирано подгряващо устройство 9.The installation consists of a preparation module 1, consisting of a receiving vessel 2 into which the output difficult-to-volatile liquid mixture enters, in its lower part it is equipped with an inert gas supply valve 3 and a drainage valve 4. In its lower part, the receiving vessel 2 is connected to a pump 5, at the outlet of which a heater for the starting raw material 6 is installed. The outlet of the heater 6 is connected to the upper part of a working chamber 7, with tubs 8 located in it, located one above the other, where in each tub 8 is installed heating device 9.

Изходът на работната камера 7 по трудно летлива течна смес е разположен в долната й част и е свързан със сборен съд 10 за нелетлив остатък, в чиято долна част са монтирани дренажен кран 12 и нагнетателен кран 11 за подаване на инертен газ, свързан със смукателна помпа 13 за изтегляне на трудно летливия течен остатък извън разглежданата инсталация.The outlet of the working chamber 7 for a difficult-to-volatile liquid mixture is located in its lower part and is connected to a collection vessel 10 for a non-volatile residue, in the lower part of which a drain valve 12 and a discharge valve 11 for supplying inert gas connected to a suction pump are installed 13 for withdrawing the non-volatile liquid residue outside the installation in question.

Работната камера 7 е свързана с изсушител 14, чието охлаждане се извършва, като на входа му се подава поток от охлаждаща вода. Изходът на изсушителя 14 по инертен газ е свързан със смукателната страна на въздуходувка 16, като към нагнетателната й страна е монтиран нагревател 17, предвиден за нагряване на потока от инертен газ, при което изхода на нагревателя 17 е свързан с входа на работната камера 7 по инертен газ.The working chamber 7 is connected to a dryer 14, the cooling of which is carried out by supplying a flow of cooling water to its entrance. The inert gas outlet of the dryer 14 is connected to the suction side of the air blower 16, and a heater 17 is installed on its discharge side, intended for heating the flow of inert gas, where the outlet of the heater 17 is connected to the inlet of the working chamber 7 via inert gas.

Инсталацията е структурирана така, че нагряването на нагревателя за изходната течна смес 6, нагревателя за инертен газ 17 и подгряващите устройства 9 се извършва чрез носител на външна топлина, например циркулираща топла вода или топлопреносно масло, като изборът на топлоносителя зависи от свойствата на компонентите на течната смес и приетия температурен режим. В едно вариантно изпълнение на инсталацията външната топлина се осигурява от водогреен котел 25 с електрическо нагряване или чрез изгаряне на органични горива, като водогрейния котел 25 е свързан с нагревателя 17.The installation is structured so that the heating of the heater for the initial liquid mixture 6, the heater for inert gas 17 and the heating devices 9 is carried out by means of an external heat carrier, for example circulating hot water or heat transfer oil, and the choice of the heat carrier depends on the properties of the components of the liquid mixture and the adopted temperature regime. In a variant implementation of the installation, the external heat is provided by a water boiler 25 with electric heating or by burning organic fuels, and the water boiler 25 is connected to the heater 17.

Инсталацията позволява и друго вариантно изпълнение, показано на фигура 2. Съгласно полезния модел реализирането му осигурява дозирано разреждане на дестилата в изсушителя 14. Това изпълнение може да се наложи да бъде изпълнено от гледна точка на недопускане дестилата да надвишава определени концентрации на компоненти в него (например от противопожарна гледна точка, получаване на неакцизни потоци и др.).The installation also allows another variant embodiment shown in figure 2. According to the utility model, its implementation provides a dosed dilution of the distillate in the dryer 14. This embodiment may have to be implemented from the point of view of not allowing the distillate to exceed certain concentrations of components in it ( for example, from a fire protection point of view, receiving non-excise flows, etc.).

За целта към изсушителя 14 е свързан дозиращ кран 26, през който контролирано се подава вода, която разрежда в определена степен съдържанието на получавания дестилат. В долната част на изсушителя 14 е монтирана изтегляща помпа 15 за изтегляне на образувания в него разреден течен дестилат извън разглежданата инсталация.For this purpose, a dosing tap 26 is connected to the dryer 14, through which water is supplied in a controlled manner, which dilutes the content of the obtained distillate to a certain degree. In the lower part of the dryer 14, a withdrawal pump 15 is installed for withdrawing the diluted liquid distillate formed in it outside the considered installation.

Инсталацията съгласно полезния модел работи по следният начин: Изходната течна смес след предварително подгряване се подава във ваните 8 на работната камера 7, където се подгрява допълнително и се разстила под формата на свободна повърхност при определен температурен режим, при което изходната течна смес контактува с циркулиращ инертен газ (азот, аргон и др.), като последният отнема от нея молекули на леснолетливите и съставки чрез процес на излъхване и ги изнася извън работната камера 7. Изходящият поток течност, обогатен на трудно летливи и нелетливи компоненти се отвежда извън инсталацията през сборния съд 10 и смукателната помпа 13.The installation according to the useful model works as follows: The initial liquid mixture after preheating is fed into the baths 8 of the working chamber 7, where it is further heated and spread in the form of a free surface at a certain temperature regime, in which the initial liquid mixture contacts a circulating inert gas (nitrogen, argon, etc.), and the latter removes volatile molecules and components from it through a process of exhalation and carries them out of the working chamber 7. The liquid outflow, enriched in volatile and non-volatile components, is taken outside the installation through the collective container 10 and the suction pump 13.

След работната камера 7 инертния газ попада в изсушителя 14, където чрез охлаждане от него се отделя дестилат на леснолетливите компоненти, съдържащи се в изходната течна смес. Споменатият дестилат се отвежда извън инсталацията през сборен съд и изтеглящата помпа 15. От изсушителя 14 инертния газ се засмуква от въздуходувката 16 и след нея се подгрява до определена температура в нагревателя 17 за инертен газ, след което се подава обратно на входа на работната камера 7.After the working chamber 7, the inert gas enters the dryer 14, where, by cooling, a distillate of the volatile components contained in the initial liquid mixture is separated from it. Said distillate is taken outside the installation through a collection vessel and the withdrawal pump 15. From the dryer 14, the inert gas is sucked by the air blower 16 and after that it is heated to a certain temperature in the heater 17 for inert gas, after which it is fed back to the inlet of the working chamber 7 .

Claims

Installation for the thermal separation of liquid mixtures in an inert medium by blowing, consisting of a container for a liquid mixture connected to a working humidification chamber, the outlet of which is connected to a compressor, the outlet of which is connected to a drying chamber, from the outlet of which at the lower end a stream of distillate is removed, characterized by the fact that the vessel for a liquid mixture is implemented as a receiving vessel (2) representing a part of a preparation module (1), and in the lower part of the receiving vessel (2) a tap for inert gas (3) and drain valve (4), and a heater (6) for the liquid mixture is connected to the bottom of the receiving vessel (2) through a pump (5), and the heat loads of all heaters and coolers are provided by an external energy source, as a heat pump, in which the preparation module (1) is connected to a climate module consisting of heating and cooling modules, and the heating module includes the working chamber (7) filled with baths (8) located therein, and the outlet of the working chamber ( 7) by liquid mixture it is connected to a collection vessel (10) for non-volatile residue, equipped with an inert gas supply valve (11) and a drain valve (12), where a suction pump (13) is mounted to the collection vessel (10) , and the cooling unit includes a cooled dryer (14) connected to an outlet of the working chamber (7) by inert gas, the dryer (14) being filled with a receiving volume, under which a distillate pump (15) is mounted, and one outlet of the dryer (14) is connected by inert gas to the suction side of an air blower (16), on the discharge side of which a heater (17) is installed for the flow of inert gas, the output of which is connected to the inlet of the working chamber (7) by inert gas, and another, second outlet of the dryer (14) is connected to a refrigeration compressor (18), the discharge side of which is connected to a condenser (19) with water cooling, and a throttling device (20) is mounted to its refrigerant outlet, connected with the inlet of the dryer (14) by refrigerant, and the outlet of the dryer (14) by refrigerant is connected to the suction side of a refrigeration compressor (18), and the outlet of the condenser (19) by water is connected through a booster pump (21) in series with the inlet of the heater (17) for inert gas, and at the outlet of the condenser (19) by water through a pump (22) a compensating cooler (23) equipped with a fan (24) is installed, and the outlet of the cooler (23) is connected to the inlet of the condenser (19) by water.