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ES2686827B2 - LOW TEMPERATURE EVAPORATION CLEANING SYSTEM WITH CONDENSATION HEAT RECOVERY - Google Patents

LOW TEMPERATURE EVAPORATION CLEANING SYSTEM WITH CONDENSATION HEAT RECOVERY Download PDF

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ES2686827B2
ES2686827B2 ES201730622A ES201730622A ES2686827B2 ES 2686827 B2 ES2686827 B2 ES 2686827B2 ES 201730622 A ES201730622 A ES 201730622A ES 201730622 A ES201730622 A ES 201730622A ES 2686827 B2 ES2686827 B2 ES 2686827B2
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low temperature
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Luque Rafael López
Faz José Ramírez
De Ahumada Luis Manuel Fernández
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Iniciativas Energeticas del Sur SL
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Iniciativas Energeticas del Sur SL
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    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/10Vacuum distillation
    • B01D3/103Vacuum distillation by using a barometric column
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Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

SISTEMA DE DEPURACIÓN POR EVAPORACIÓN A BAJA TEMPERATURA CON RECUPERACIÓN DE CALOR DE CONDENSACIÓNLOW TEMPERATURE EVAPORATION CLEANING SYSTEM WITH CONDENSATION HEAT RECOVERY

AMBITO DE LA INVENCIÓNSCOPE OF THE INVENTION

La invención se encuadra en el sector técnico de la depuración de líquidos procedentes de procesos agroindustriales. Más concretamente se centra en el ámbito de la depuración por evaporación a baja presión y temperatura con recuperación de calor de condensación.The invention falls within the technical sector of the purification of liquids from agro-industrial processes. More specifically, it focuses on the field of purification by evaporation at low pressure and temperature with heat recovery from condensation.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

La depuración de efluentes generados por los procesos industriales, en particular los de transformación agroalimentaria, es una cuestión de gran interés tecnológico debido a que condiciona la actividad como consecuencia de la necesidad de disponer de grandes balsas para su acumulación.The purification of effluents generated by industrial processes, particularly those of agri-food processing, is a matter of great technological interest because it conditions the activity as a consequence of the need to have large rafts for its accumulation.

En la actualidad no existe una tecnología económicamente viable que permita reducir los niveles contaminantes de los líquidos generados hasta los legalmente admisibles para el vertido a cauce público. Los procedimientos químicos eliminan las partículas sólidas y parte de la carga contaminante pero la DQO (demanda química de oxígeno) y la conductividad se mantienen en valores muy superiores a los admisibles. En cuanto a los métodos físicos, se basan en la separación del agua y el resto de sustancias. Por un lado, en los de evaporación natural los resultados que se obtienen solo son satisfactorios en condiciones atmosféricas muy favorables, mientras que los procedimientos que se basan en la destilación tienen como principal inconveniente el gasto energético necesario para la evaporación del agua presente en el efluente.At present there is no economically viable technology that allows reducing the contaminant levels of the liquids generated up to those legally permissible for public discharge. Chemical procedures eliminate solid particles and part of the pollutant load but the COD (chemical oxygen demand) and conductivity remain at much higher values than allowable. As for physical methods, they are based on the separation of water and other substances. On the one hand, in those of natural evaporation the results obtained are only satisfactory in very favorable atmospheric conditions, while the procedures based on distillation have as main drawback the energy expenditure necessary for the evaporation of the water present in the effluent .

Se considera por tanto una solución óptima la destilación del agua presente en el efluente siempre que el aporte neto de energía sea reducido de forma drástica. Para lograr este propósito se plantean dos objetivos, el primero llevar a cabo la destilación a baja temperatura lo cual posibilitaría la utilización de calor residuales de los procesos industriales y/o energía solar. Por otro lado, la recuperación parcial del calor latente de vaporización que se aporta al efluente una vez se condensa el destilado. De este modo la mayor parte de la energía aportada se reincorpora al proceso. The distillation of water present in the effluent is therefore considered an optimal solution provided that the net energy supply is drastically reduced. To achieve this purpose, two objectives are set, the first one to carry out low temperature distillation, which would allow the use of residual heat from industrial processes and / or solar energy. On the other hand, the partial recovery of the latent heat of vaporization that is provided to the effluent once the distillate condenses. In this way most of the energy provided is reincorporated into the process.

DESCRIPCION DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION

Se presenta la invención de un sistema para la depuración de efluentes por evaporación a baja temperatura con recuperación de calor de condensación. La evaporación a baja temperatura requiere baja presión en la cámara de evaporación-condensación, compuesta por la parte alta de las tuberías (1) y (17), el vaso expansor (19), el condensador (16) y una. Se considera parte alta de las tuberías (1) y (17) a la porción por encima de la cota 10,32 m sobre el nivel libre en los recipientes (10) y (18). Para obtener las condiciones de baja presión anteriormente descritas, se ha diseñado un generador de vacío de bajo requerimiento energético.The invention of a system for the purification of effluents by evaporation at low temperature with heat recovery of condensation is presented. Evaporation at low temperature requires low pressure in the evaporation-condensation chamber, composed of the upper part of the pipes (1) and (17), the expansion vessel (19), the condenser (16) and one. The upper part of the pipes (1) and (17) is considered to be the portion above the 10.32 m level above the free level in the containers (10) and (18). To obtain the low pressure conditions described above, a low energy requirement vacuum generator has been designed.

Generador de vacío:Vacuum generator:

El generador de vacío está compuesto por dos recipientes, el primero abierto a la atmósfera lleno de agua (2) y el segundo (3) situado a una altura no menor de 10,32 metros sobre el nivel libre del agua en el anterior (2), ambos conectados por una tubería vertical (4). El depósito elevado (3) se llena de agua mediante la bomba (5) manteniendo abierta la válvula de aireación (6) y cerradas las válvulas (9) y (7) que lo conecta con el depósito expansor (19). Una vez lleno se cierran las válvulas de aireación (6) y de llenado (8), y se abre la válvula de descarga (9). Esto produce el vaciado de la tubería (4) y la generación de unas condiciones de baja presión en el interior de la misma y del recipiente elevado (3), al abrir la válvula (7) de conexión al expansor (19) la presión en el mismo disminuye. El proceso se repite tantas veces como sea necesario hasta alcanzar en el expansor (19) la presión de vapor correspondiente a la temperatura del efluente, el cual habrá subido por las tuberías (1) y (17) hasta alcanzar una altura que equilibre la presión en los recipientes de alimentación de agua bruta (10) y agua depurada (18). En la fase de funcionamiento, cuando se detecte un aumento de la presión en la cámara de evaporación-condensación se pondrá automáticamente en marcha el proceso de regeneración de baja presión.The vacuum generator is composed of two vessels, the first open to the atmosphere full of water (2) and the second (3) located at a height not less than 10.32 meters above the free water level in the previous one (2 ), both connected by a vertical pipe (4). The raised tank (3) is filled with water by means of the pump (5) keeping the aeration valve (6) open and the valves (9) and (7) that connects it with the expander tank (19) closed. Once full, the aeration (6) and filling (8) valves are closed, and the discharge valve (9) is opened. This results in the emptying of the pipe (4) and the generation of low pressure conditions inside the pipe and the raised container (3), when the valve (7) connecting to the expander (19) opens the pressure in It decreases. The process is repeated as many times as necessary until the steam pressure corresponding to the effluent temperature is reached in the expander (19), which will have risen through the pipes (1) and (17) to reach a height that balances the pressure in the feed containers of raw water (10) and purified water (18). In the operating phase, when an increase in the pressure in the evaporation-condensation chamber is detected, the low pressure regeneration process will automatically start.

Cámara de evaporación condensación:Evaporation chamber condensation:

Se trata de una cámara estanca, que funcionará a baja presión y con dos compartimentos separados en los que se encuentran las superficies de interfase líquido-vapor de agua. En la parte alta de la tubería (1) se encuentra la zona de evaporación del efluente. Y en la parte alta de la tubería (17) se encuentra la zona de condensación del vapor de agua.It is a sealed chamber, which will operate at low pressure and with two separate compartments in which the surfaces of the liquid-water vapor interface are located. In the upper part of the pipe (1) is the evaporation zone of the effluent. And in the upper part of the pipe (17) is the water vapor condensation zone.

Como quiera que el proceso de evaporación puede ser en forma de "flash”, o pueden darse burbujas que arrastren efluente en forma líquida, para evitar dicho paso de efluente al condensador (16) se han dispuesto un depósito expansor (19) con unas láminas deflectoras (15) dispuestas de modo que dificulten el paso del líquido y no el del vapor.Since the evaporation process can be in the form of a "flash", or bubbles can be produced that drag effluent in liquid form, to avoid said effluent passage to the condenser (16) an expansion tank (19) with deflector sheets (15) arranged so as to hinder the passage of liquid and not that of steam.

Sistema calorífico:Calorific system:

Para el correcto funcionamiento de la invención será necesario aportar el calor de evaporación en la tubería (1) a la vez que evacuar el calor de condensación en el condensador (16). Al efecto de realizar el aporte calorífico se dispone un acumulador de agua caliente (11), dotado de una resistencia eléctrica (12) alimentada por un sistema solar fotovoltaico (20). La bomba circuladora (14) genera un flujo de agua caliente a través de una camisa que envuelve a la tubería (1) que alberga el efluente. A través de la pared de esta tubería se transfiere el calor necesario para la evaporación.For the correct operation of the invention it will be necessary to provide the heat of evaporation in the pipe (1) while evacuating the heat of condensation in the condenser (16). In order to make the calorific contribution, a hot water accumulator (11) is provided, equipped with an electric heater (12) powered by a photovoltaic solar system (20). The circulating pump (14) generates a flow of hot water through a jacket that wraps the pipe (1) that houses the effluent. The heat necessary for evaporation is transferred through the wall of this pipe.

El vapor de agua ocupa una tubería en forma de serpentín o condensador (16) inmersa en un recipiente (13) por el que se hace circular el efluente contenido en el recipiente de alimentación de agua bruta (10), de este modo el vapor de agua condensa y cede el calor de condensación al efluente precalentándolo. El agua condensada cae a través de la tubería (17) hasta el depósito (18) que acumula el agua depurada.The water vapor occupies a pipe in the form of a coil or condenser (16) immersed in a container (13) through which the effluent contained in the raw water feed container (10) is circulated, thus the steam of water condenses and yields the heat of condensation to the effluent by preheating it. The condensed water falls through the pipe (17) to the reservoir (18) that accumulates the purified water.

La recuperación de calor de condensación para reingresarlo en el calentamiento del efluente permitirá que el proceso sea casi autónomo desde el punto de vista energético siendo necesario aportar al sistema solo el calor cedido al ambiente en concepto de pérdidas. Esta recuperación se materializa mediante la bomba (21) que eleva efluente frío al recipiente (13), donde se encuentra inmerso el serpentín (16), regresando el efluente calentado al depósito 10 a través de la tubería (22)The recovery of heat of condensation to re-enter it in the heating of the effluent will allow the process to be almost autonomous from the energy point of view, being necessary to contribute to the system only the heat ceded to the environment as losses. This recovery is carried out by means of the pump (21) that raises cold effluent to the container (13), where the coil (16) is immersed, returning the heated effluent to the tank 10 through the pipe (22)

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción de esta invención y facilitar la compresión de la misma, se adjunta un conjunto de figuras donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se han representado:To complement the description of this invention and facilitate the compression thereof, a set of figures is attached where, for illustrative and non-limiting purposes, the following are represented:

Figura 1. Esquema de principio del sistema.Figure 1. Scheme of system principle.

Figura 2. Vista transversal del depósito expansor (19) dotado de láminas deflectoras (15). Figure 2. Cross-sectional view of the expansion tank (19) provided with baffle plates (15).

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

La presente invención se refiere a un sistema de depuración de efluentes mediante evaporación a baja temperatura con recuperación de calor de condensación. La figura 1 muestra una visión global del sistema, que se compone de un depósito de agua bruta o efluente (10) sobre el que se sitúa una tubería de acero inoxidable (1) de al menos 10,32 metros de altura que termina en un vaso expansor (19) dotado de deflectores (15) con la finalidad de evitar arrastre de líquido hacia el condensador (16). Para conseguir una evaporación a baja temperatura se necesita bajar la presión, estas condiciones se consiguen con un generador de vacío atmosférico compuesto por un depósito de agua (2), una columna de al menos 10,32 metros de altura (4), un depósito elevado (3) y una bomba de llenado (5). Mediante sucesivos procesos de llenado y vaciado se obtiene la presión deseada en la cámara de evaporación-condensación. Al alcanzarse la presión de vapor, para mantener el proceso de evaporación activo es necesario aportar calor, para ello se usa una tubería de mayor diámetro sobre la que contiene el efluente, configurando así una camisa por la que circulará agua caliente en circuito cerrado. El calentamiento del agua se lleva a cabo en un depósito acumulador (11) en el que se coloca una resistencia eléctrica (12) alimentada por un conjunto de paneles fotovoltaicos (20). Una bomba eléctrica (14) circula el agua caliente por la camisa de manera que se transfiere calor a través de la pared de la tubería que contiene el efluente. Una vez se inicia el proceso mediante el cual el agua contenida en el efluente se evapora, ésta pasa en forma de vapor a una tubería con forma de serpentín (16) inmersa en el líquido efluente contenido en un recipiente (13). De este modo, el vapor de agua contenido en el serpentín condensa y cede el calor de condensación al efluente que es llevado al depósito de agua bruta o efluente (10) con una temperatura superior a la de entrada. El vapor condensado se acumula en la tubería de agua depurada (17), colocada sobre el depósito de agua depurada (18). The present invention relates to an effluent purification system by evaporation at low temperature with recovery of condensation heat. Figure 1 shows an overview of the system, which is composed of a raw or effluent water tank (10) on which a stainless steel pipe (1) of at least 10.32 meters in height is placed, ending in a expander vessel (19) equipped with baffles (15) with the purpose of preventing liquid entrainment towards the condenser (16). To achieve a low temperature evaporation the pressure needs to be lowered, these conditions are achieved with an atmospheric vacuum generator consisting of a water tank (2), a column at least 10.32 meters high (4), a tank raised (3) and a filling pump (5). Successive filling and emptying processes obtain the desired pressure in the evaporation-condensation chamber. When the vapor pressure is reached, to keep the evaporation process active it is necessary to provide heat, for this purpose a larger diameter pipe is used on which the effluent contains, thus configuring a jacket through which hot water will circulate in a closed circuit. The heating of the water is carried out in an accumulator tank (11) in which an electrical resistor (12) is fed by a set of photovoltaic panels (20). An electric pump (14) circulates the hot water through the jacket so that heat is transferred through the wall of the pipe containing the effluent. Once the process is started by which the water contained in the effluent evaporates, it passes in the form of steam to a coil-shaped pipe (16) immersed in the effluent liquid contained in a container (13). In this way, the water vapor contained in the coil condenses and yields the heat of condensation to the effluent that is taken to the raw or effluent water tank (10) with a temperature higher than that of the inlet. The condensed steam accumulates in the purified water pipe (17), placed on the purified water tank (18).

Claims (1)

REIVINDICACIONES 1. Sistema de depuración de efluentes a baja temperatura, en el que se realiza evaporación y condensación en una cámara de vacío atmosférico, mantenido por el peso de columnas líquidas, caracterizado por la incorporación de un depósito expansor (19) dotado de unas láminas deflectoras (15) que impiden el arrastre de efluente líquido desde la tubería (1) hacia el condensador (16). 1. Effluent purification system at low temperature, in which evaporation and condensation is carried out in an atmospheric vacuum chamber, maintained by the weight of liquid columns, characterized by the incorporation of an expansion tank (19) equipped with deflector blades (15) preventing the entrainment of liquid effluent from the pipe (1) to the condenser (16).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2716446A (en) * 1952-02-08 1955-08-30 Willard J Ross Water evaporator
US5441606A (en) * 1992-03-23 1995-08-15 Fsr Patented Technologies, Ltd. Liquid purifying and vacuum distillation process
US8202402B2 (en) * 2005-11-29 2012-06-19 Hse Hittt Solar Enerji Anonim Sirkerti System and method of passive liquid purification
CN106348370B (en) * 2016-10-24 2019-04-02 河海大学常州校区 An energy-saving and compact fresh water device

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