FR2812559A1 - DISTILLATION PROCESS AND DEVICE FOR PARTICULARLY DESALINATION OF SEA WATER OR FOR THE CONCENTRATION OF FOOD LIQUIDS - Google Patents
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Abstract
Le procédé et le dispositif permettent de grandes surfaces d'évaporation et condensation avec des matériaux simples et bon marché tout en supprimant le problème de l'entartrage des échangeurs thermiques. La solution entre par (7) dans le distillateur (1) où elle s'écoule et s'évapore sur des feuilles (3), la partie non évaporée sort par (8) pour entrer dans distillateur suivant. La condensation s'effectue directement sur une surface d'eau s'écoulant sur de multiples feuilles (4). Cette eau à laquelle s'ajoute le condensé circule dans une tubulure ailettée (13) dans un échangeur (2) à flux d'air forcé assuré par un ventilateur (12). Le liquide à distiller entrant dans le système par (14) dans le compartiment échangeur thermique s'écoule sur de multiples feuilles verticales (6), il en sort par (15) avec une température plus élevée pour aller à l'étage suivant.The method and the device allow large areas of evaporation and condensation with simple and inexpensive materials while eliminating the problem of scaling of heat exchangers. The solution enters by (7) in the still (1) where it flows and evaporates on sheets (3), the non-evaporated part leaves by (8) to enter the following still. Condensation takes place directly on a surface of water flowing over multiple sheets (4). This water, to which the condensate is added, circulates in a finned tube (13) in an exchanger (2) with forced air flow provided by a fan (12). The liquid to be distilled entering the system through (14) in the heat exchanger compartment flows over multiple vertical sheets (6), it leaves through (15) with a higher temperature to go to the next stage.
Description
La présente invention concerne un dispositif améliorant la distillation deThe present invention relates to a device improving the distillation of
liquides, tout particulièrement pour le dessalement de l'eau de mer et de la concentration de liquids, especially for the desalination of seawater and the concentration of
liquides alimentaires comme les jus de fruits. edible liquids such as fruit juices.
Les principaux inconvénients des systèmes de distillation en vigueur actuellement tels que les procédés MSF, MED et TVC sont: L'obligation d'utiliser pour cause de corrosion et d'entartrage des échangeurs thermiques réalisés en matériaux ou The main drawbacks of the distillation systems currently in force such as the MSF, MED and TVC processes are: The obligation to use, due to corrosion and scaling, heat exchangers made of materials or
alliages dits nobles et donc chers.so-called noble and therefore expensive alloys.
L'obligation de traiter cet entartrage par l'injection permanente d'inhibiteurs de tartre grevant le coût du traitement, provoquant une pollution dans le rejet des distillats et risquant de diminuer la qualité alimentaire The obligation to treat this scaling by the permanent injection of tartar inhibitors encumbering the cost of the treatment, causing pollution in the rejection of distillates and risking reducing the food quality
du produit distillé.distilled product.
L'obligation de limiter la température de distillation à un maximum d'environ 105 C pour le dessalement de l'eau de mer Ce qui entraîne l'impossibilité d'améliorer le rendement énergétique dans des systèmes comportant plusieurs étages de The obligation to limit the distillation temperature to a maximum of around 105 C for the desalination of seawater, which leads to the impossibility of improving energy efficiency in systems comprising several stages of
distillation.distillation.
Le dispositif de distillation selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il comporte une enceinte constituant le réchauffeur du liquide à distiller, ce réchauffeur est alimenté par de la vapeur d'eau transmettant sa chaleur directement au liquide à distiller qui s'écoule verticalement le long de plusieurs feuilles minces en matériau métallique ou plastique, le rôle de ces feuilles est de guider et ralentir l'écoulement du liquide à distiller ainsi que permettre de grandes surfaces The distillation device according to the invention overcomes these drawbacks. It has an enclosure constituting the heater of the liquid to be distilled, this heater is supplied by water vapor transmitting its heat directly to the liquid to be distilled which flows vertically along several thin sheets of metallic or plastic material, the role of these sheets is to guide and slow down the flow of the liquid to be distilled as well as allow large areas
au contact de la vapeur.on contact with steam.
Il comporte de deux à plusieurs étages dans lesquels s'effectue la distillation avec récupération de la chaleur de condensation qui est transmise au liquide à distiller remontant It has two or more stages in which the distillation takes place with recovery of the heat of condensation which is transmitted to the rising liquid to be distilled.
les étages jusqu'au réchauffeur.the floors up to the heater.
Un étage de distillation comporte une chambre de distillation -2- dans laquelle s'effectue l'évaporation et la condensation et une chambre dans laquelle s'effectue l'échange de chaleur entre le A distillation stage comprises a distillation chamber -2- in which evaporation and condensation takes place and a chamber in which the heat exchange takes place between the
condensé et le liquide à distiller. condensed and the liquid to be distilled.
La chambre de distillation est une enceinte mise en dépression et contenant deux rangées de feuilles verticales. Sur l'une des rangées s'écoule et s'évapore le liquide à distiller provenant du The distillation chamber is an enclosure placed under vacuum and containing two rows of vertical sheets. On one of the rows flows and evaporates the liquid to be distilled from the
réchauffeur s'il s'agit du premier étage ou de l'étage précédent. heater if it is the first floor or the previous floor.
Sur l'autre rangées de feuilles s'écoule de l'eau pure sur On the other rows of leaves flows pure water over
laquelle se condense directement l'eau d'évaporation. which condenses directly the evaporation water.
Une paroi étanche au fond de l'enceinte sépare le liquide à A sealed wall at the bottom of the enclosure separates the liquid to
distiller et l'eau condensée.distill and condensed water.
Cette eau pure à laquelle s'ajoute le condensé passe dans la chambre d'échange thermique en circulant dans une tubulure ailettée sur laquelle un flux d'air forcé échange la chaleur avec le liquide à distiller remontant les étages et s'écoulant sur This pure water, to which the condensate is added, passes into the heat exchange chamber by circulating in a finned tube on which a forced air flow exchanges heat with the liquid to be distilled going up the stages and flowing over
plusieurs feuilles verticales.several vertical sheets.
Cette eau pure retourne par circulation permanente dans la chambre de distillation et l'excédent est récupérée pour This pure water returns by permanent circulation in the distillation chamber and the excess is collected to
utilisation en traversant les autres chambres en aval. use while crossing the other rooms downstream.
De par ces caractéristiques, le système de distillation ne Because of these characteristics, the distillation system does not
peut subir ni corrosion ni entartrage dans l'échange thermique. can undergo neither corrosion nor scaling in the heat exchange.
Les dessins annexés illustrent l'invention: The accompanying drawings illustrate the invention:
La figure 1 représente le réchauffeur en coupe de face. Figure 1 shows the heater in front section.
La figure 2 représente le réchauffeur en coupe de côté. Figure 2 shows the heater in side section.
En référence à ces dessins, le liquide à distiller entre par (101)et est distribué (102) sur une série de plaques (103) With reference to these drawings, the liquid to be distilled enters through (101) and is distributed (102) on a series of plates (103)
et (203) sur lesquelles il s'écoule sur les deux faces. and (203) on which it flows on both sides.
Le liquide chauffé est recueilli au fond du réchauffeur et passe The heated liquid is collected at the bottom of the heater and passes
par (104)pour entrer dans la chambre de distillation. by (104) to enter the distillation chamber.
Une soupape (105) limite la pression dans le réchauffeur et une fuite calibrée (106) ou réglée par un robinet permet un échappement de vapeur avec faible débit, permettant l'évacuation d'air et des incondensables dissous dans le liquide à distiller et A valve (105) limits the pressure in the heater and a calibrated leak (106) or regulated by a tap allows an escape of steam with low flow, allowing the evacuation of air and non-condensables dissolved in the liquid to be distilled and
libérés dans le réchauffeur.released into the heater.
3 - L'échappement par la soupape et par la fuite calibrée est dirigé 3 - The exhaust through the valve and through the calibrated leak is directed
vers la chambre de distillation (108). to the distillation chamber (108).
Ce dispositif permet d'obtenir de grandes surfaces de liquide à chauffer et permet d'appliquer des températures élevées sans l'inconvénient de l'entartrage, ce qui est particulièrement This device makes it possible to obtain large areas of liquid to be heated and allows high temperatures to be applied without the drawback of scaling, which is particularly
intéressant dans le dessalement de l'eau de mer. interesting in the desalination of sea water.
Le réchauffeur peut avoir une forme parallèlipédique pour une utilisation à des pressions proches de la pression atmosphérique The heater can have a parallelepiped shape for use at pressures close to atmospheric pressure
ou cylindrique à des pressions plus élevées. or cylindrical at higher pressures.
Les plaques ou feuilles (103) et (203) ont pour rôle de guider et ralentir l'écoulement vertical du liquide à réchauffer avant distillation. Elles peuvent avoir toutes formes géométriques et fait de tout matériau résistant et faiblement déformable à la température appliquée, feuilles ou tissus de verre, de plastique, métalliques, The role of the plates or sheets (103) and (203) is to guide and slow down the vertical flow of the liquid to be heated before distillation. They can have any geometric shape and made of any material resistant and slightly deformable at the applied temperature, sheets or fabrics of glass, plastic, metallic,
voire de textile pour les températures modérées. or even textiles for moderate temperatures.
La figure 3 représente 2 étages de distillation d'un ensemble Figure 3 shows 2 distillation stages of an assembly
pouvant en comporter plusieurs dizaines. may include several dozen.
Le liquide à distiller préalablement chauffé dans le réchauffeur pénètre par (307) dans l'espace évaporateur de la chambre de distillation (301) en s'écoulant sur de multiples feuilles (303) similaires à celles du réchauffeur. Le liquide non évaporé passe à The liquid to be distilled previously heated in the heater enters (307) into the evaporator space of the distillation chamber (301) by flowing over multiple sheets (303) similar to those of the heater. The non-evaporated liquid passes to
la chambre de distillation suivante par (308). the next distillation chamber by (308).
La chambre de distillation est mise en dépression (vide). The distillation chamber is placed under vacuum (empty).
De l'eau douce s'écoule de la même façon sur de multiples feuilles Fresh water flows similarly over multiple leaves
(304)constituant le condenseur.(304) constituting the condenser.
Une paroi (305) sépare le liquide à distiller et l'eau condensée. A wall (305) separates the liquid to be distilled and the condensed water.
l'excédent d'eau, produit par condensation passe par (311) dans le the excess water produced by condensation passes through (311) in the
compartiment eau douce de l'étage suivant. fresh water compartment on the next floor.
Cette eau douce circule en permanence dans une tubulure ailettée This fresh water is constantly circulating in finned tubing
(313)dans un échangeur (302) séparé de la chambre de distillation. (313) in an exchanger (302) separate from the distillation chamber.
Une pompe (P1) assure cette circulation, l'eau douce entrant par A pump (P1) ensures this circulation, the fresh water entering through
(309) et sortant en (310) dans la chambre de distillation. (309) and leaving at (310) in the distillation chamber.
Il y échange thermique entre le liquide à distiller remontant les étages (314) par l'intermédiaire d'un flux d'air forcé réalisé There is heat exchange between the liquid to be distilled up the stages (314) by means of a forced air flow produced
par un ventilateur centrifuge (312). by a centrifugal fan (312).
- 4- Le liquide à distiller venant de l'étage plus bas (314)s'écoule dans l'échangeur (302)sur des feuilles (306) ayant les mêmes caractéristiques que celles du réchauffeur ou de la chambre de distillation. Une pompe (P2) envoie le liquide à distiller à l'étage plus haut (315) pour récupérer encore de la chaleur. La figure 4 représente une vue perspective partielle de la chambre - 4- The liquid to be distilled coming from the lower stage (314) flows in the exchanger (302) on sheets (306) having the same characteristics as those of the heater or the distillation chamber. A pump (P2) sends the liquid to be distilled to the higher stage (315) to further recover heat. Figure 4 shows a partial perspective view of the chamber
de distillation.distillation.
L'évaporateur (401) est constitué de multiples feuilles, ainsi The evaporator (401) consists of multiple sheets, thus
que le condenseur (402). La paroi (403) sépare les deux liquides. than the condenser (402). The wall (403) separates the two liquids.
La figure 5 représente une vue en coupe de l'évaporateur dans la chambre de distillation, le condenseur ayant les mêmes caractéristiques. Le liquide à distiller entre par la tubulure (501), se déverse sur le distributeur (502) pouvant être un récipient comportant des ouvertures longitudinales par lequel le Figure 5 shows a sectional view of the evaporator in the distillation chamber, the condenser having the same characteristics. The liquid to be distilled enters through the tubing (501), pours onto the dispenser (502) which can be a container having longitudinal openings through which the
liquide passe pour s'écouler sur les feuilles (503). liquid is said to flow over the sheets (503).
La paroi (504) sépare les deux liquides, la soupape (505)limite la pression dans la chambre. Le liquide à distiller passe à la The wall (504) separates the two liquids, the valve (505) limits the pressure in the chamber. The liquid to be distilled passes to the
chambre suivante par (506).next bedroom by (506).
La figure 6 représente l'échangeur, le liquide à distiller entre en (601) s'écoule le long des feuilles (602) et sort en (603). L'échangeur (606) est une tubulure ailettée dans laquelle ne circule que de l'eau douce provenant du condenseur de la FIG. 6 represents the exchanger, the liquid to be distilled enters (601) flows along the sheets (602) and leaves (603). The exchanger (606) is a finned tube in which circulates only fresh water coming from the condenser of the
chambre de distillation.distillation chamber.
Le ventilateur (605) assure la circulation d'air permettant The fan (605) ensures air circulation allowing
l'échange thermique.heat exchange.
Une gaine (604) canalise le flux d'air. A sheath (604) channels the air flow.
Cet échangeur est maintenu à la pression atmosphérique ou This exchanger is maintained at atmospheric pressure or
très proche.very close.
La figure 7 représente une coupe de l'échangeur. Figure 7 shows a section of the exchanger.
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Effective date: 20080430 |