Бидистиллятор с повышенной энергоэффективностью

Авторы патента:

C02F1/04 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

B01D3/00 - Перегонка или родственные обменные процессы, в которых жидкости контактируют с газовой средой, например отгонка легких фракций (газовая хроматография B01D 15/08; деструктивная перегонка C10B; производство алкогольных напитков перегонкой C12G 3/12)

Владельцы патента RU 2661589:

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА "ЛИВАМ" (ООО ПФ "ЛИВАМ") (RU)

Изобретение относится к конструкции аппарата получения особо чистой дистиллированной воды, используемой в медицинской, фармацевтической, биотехнической, электронной, химической и других отраслях промышленности. Бидистиллятор содержит две ступени дистилляции, каждая из которых содержит камеру испарения, электронагревательный элемент, камеру конденсации, конденсатор, сепаратор, уравнитель, трубопроводы и патрубки. Камеры испарения покрыты теплоизоляционным материалом. В камере испарения второй ступени установлен электронагревательный элемент номинальной мощностью в два раза меньшей по отношению к электронагревательному элементу, установленному в камере испарения первой ступени. Бидистиллятор снабжен входным электрическим клапаном, электрически связанным с автоматической системой управления, в свою очередь связанной с уравнителем и электронагревательным элементом первой ступени. Технический результат: повышение эффективности процесса парообразования, снижение удельного энергопотребления. 1 ил.

Известны стеклянный бидистиллятор двухступенчатой дистилляции воды немецкой фирмы „GFL" (Gesellschaft fur Labortechnik mbH, Германия), стеклянный бидистиллятор «Fi-Streem» (LabStrong, США), редистиллятор „REL-5" (АО „ПОЛЬНА", Польша), изготовленного из медного листа покрытого слоем чистого серебра и отдельными деталями из серебра.

Наиболее близким к заявленному аппарату является бидистиллятор ДЭ-5С производства Китай, предназначенный для производства дистиллированной воды двойной перегонки. Недостатками конструкции являются низкая эффективность процесса парообразования, высокое потребление энергии, большие габариты и вес.

Сущность изобретения заключается в исполнении бидистиллятора состоящего из двух ступеней дистилляции, электрического клапана, трубопроводов, при этом каждая ступень дистилляции содержит камеру испарения, электронагревательный элемент, камеру конденсации, конденсатор, сепаратор, уравнитель, патрубки, при этом в камере испарения второй ступени установлен электронагревательный элемент меньшей номинальной мощности в два раза по отношению, к электронагревательному элементу, установленному в камере испарения первой ступени, при этом бидистиллятор снабжен входным электрическим клапаном, электрически связанным с автоматической системой управления, в свою очередь, связанной с уравнителем и электронагревательным элементом первой ступени, при этом наружная поверхность камер испарения и зон сепарации в двух ступенях дистилляции покрыты теплоизоляционным материалом.

Целью изобретения является повышение технологических возможностей бидистиллятора за счет увеличения эффективности процесса парообразования в камерах испарения и зонах сепарации, при снижении удельного энергопотребления и эксплуатационных затрат.

Указанная цель достигается соединением двух ступеней дистилляции трубопроводом подачи дистиллята, при этом первым концом трубопровод подачи дистиллята присоединен к штуцеру сбора дистиллята камеры конденсации первой ступени, вторым концом к входному патрубку уравнителя второй ступени, при этом для защиты от внешнего охлаждения и снижения уровня тепловых потерь при образовании пара в камерах испарения и его прохождение через сепараторы наружная поверхность камер испарения и зон сепарации в двух ступенях дистилляции покрыты теплоизоляционным материалом обладающим низкой теплопроводностью, при этом камеры конденсации теплоизоляционным материалом не покрыты, что дает значительный прирост КПД и позволяет снизить мощность электронагревательных элементов для получения требуемого количества бидистиллята, а также установкой в камере испарения второй ступени электронагревательного элемента меньшей номинальной мощности по отношению, к электронагревательному элементу установленному в камере испарения первой ступени, а так же автоматической системой управления, которая содержит блок управления функционально связанный с первой и второй ступенями дистилляции, с емкостью для реагентов, со сборником сбора бидистиллята и включающей в себя поддержание количества воды, идущей на испарение в первой и второй ступенях дистилляции, отключение подачи воды и электричества на первую ступень дистилляции по окончанию реагента в емкости для реагентов, при заполнении сборника сбора бидистиллята и выход на рабочий режим при наполнении емкости для реагентов и при отборе дистиллята из сборника.

Предлагаемый бидистиллятор поясняется графическими материалами.

На фиг. 1 показана схема устройства бидистиллятора состоящего из двух ступеней дистилляции.

Бидистиллятор содержит первую 1 и вторую 2 ступень дистилляции, электрический клапан 3, коллектор слива отработанной воды 4, трубопровод первой ступени 5, трубопровод второй ступени 6, трубопровод 7, емкость для реагентов 8, сборник сбора бидистиллята 9, электрический клапан 16. Первая ступень дистилляции 1 состоит из камеры испарения 10, в которой установлены электронагревательный элемент 11, сепаратора 12, камеры конденсации 13, в которой установлен конденсатор 14, патрубок подачи исходной воды 15, и штуцер сбора дистиллята 17, уравнителя 18. Вторая ступень дистилляции 2 состоит из камеры испарения 19, в которой установлены электронагреватель 20, сепаратор 21, камеры конденсации 22, в которой установлен конденсатор 23, патрубок подачи исходной воды 24 и штуцер сбора бидистиллята 25, уравнителя 26, входной патрубок 27 и выходной патрубок 28.

Предлагаемый бидистиллятор работает следующим образом.

Включением вводного аппарата подается напряжение на бидистиллятор, электрический клапан 3 находится в закрытом состоянии, электрический клапана 16 находится в открытом состоянии. Исходная водопроводная вода по трубопроводу первой ступени 5 через электрический клапана 16 попадает через патрубок подачи исходной воды 15, установленный на стенке камеры конденсации 13 первой ступени, в конденсатор 14, с выхода которого подается в уравнитель 18 и далее поступает в камеру испарения 10 с установленным в ней электронагревательным элементом 11, заполняя ее до рабочего уровня. Далее в процессе работы первой ступени уровень воды в камере испарения 10 поддерживается автоматически, а избыточная вода поступает в коллектор слива отработанной воды 4, выход которого связан с канализацией и сливается в канализацию. По достижении водой рабочего уровня в камере испарения 10 уравнитель 18 подает сигнал в цепи управления блока управления, в результате чего происходит включение электронагревательного элемента 11, вода нагревается, закипает и превращается в пар, при понижении уровня воды в камере испарения 10 ниже допустимого уравнитель 18 подает сигнал в цепи управления блока управления, в результате чего электронагревательный элемент 11 отключается. На выходе из камеры испарения пар проходит через сепаратор 12, освобождаясь от капель воды. Затем пар поступает в камеру конденсации 13, где конденсируется на наружной поверхности конденсатора 14, полученный дистиллят, с температурой от +80°C до +95°C, собирается в лотке камеры конденсации и выходит через штуцер сбора дистиллята 17 и попадает в трубопровод 7 связывающий первую ступень дистилляции со второй. С выхода трубопровода 7 дистиллят поступает через входной патрубок 27 в уравнитель 26 второй ступени. Далее дистиллят поступает в камеру испарения 19 второй ступени с установленным в ней электронагревательным элементом 20, заполняя ее до рабочего уровня. В процессе работы второй ступени уровень дистиллята в камере испарения 19 поддерживается автоматически, а избыточный дистиллят через выходной патрубок 28 поступает в коллектор слива отработанной воды 4, выход которого связан с канализацией и сливается в канализацию. При достижении дистиллята рабочего уровня в камере испарения 19 уравнитель 26 подает сигнал в цепи управления блока управления, в результате чего происходит включение электронагревательного элемента 20, дистиллят нагревается, закипает и превращается в пар. Одновременно с включением электронагревательного элемента блок управления подает напряжение на электрический клапан 3, электрический клапан открывается и осуществляется подача водопроводной воды по трубопроводу 6 второй ступени через патрубок подачи воды 24, установленный на стенке камеры конденсации 22 второй ступени, в конденсатор 23, с выхода которого водопроводная вода подается в коллектор слива отработанной воды 4, выход которого связан с канализацией и сливается в канализацию, при понижении уровня воды в камере испарения 19 ниже допустимого уравнитель 26 подает сигнал в цепи управления блока управления, в результате чего электронагревательный элемент 20 отключается, при отключении электронагревательного элемента 20 электрический клапан 3 закрывается и прекращается подача водопроводной воды. На выходе из камеры испарения пар проходит через сепаратор 21, освобождаясь от капель воды. Затем пар поступает в камеру конденсации 22, где конденсируется на наружной поверхности конденсатора 23, полученный бидистиллят, с температурой от +80°C до +95°C, собирается в лотке камеры конденсации 22 и выходит через штуцер сбора бидистиллята 25 и попадает в трубопровод 29 связывающий вторую ступень дистилляции с сборником сбора бидистиллята 9. При достижении бидистиллята в сборнике сбора бидистиллята 9 максимального уровня подается сигнал в цепи управления блока управления, в результате чего происходит выключение электронагревательного элемента 11 установленного в камере испарения 10 первой ступени, электрический клапан 16 закрывается и подача исходной воды прекращается. При снижении уровня бидистиллята в процессе разбора из сборника сбора бидистиллята 9 подается сигнал в цепи управления блока управления, в результате чего происходит включение электронагревательного элемента 11, электрический клапан 16 открывается и исходная вода подается в первую ступень, и происходит возобновление работы бидистиллятора. Для получения бидистиллированной воды двойной перегонки в присутствии реагентов трубопровод 7, связывающему первую ступень дистилляции со второй, содержит емкость для реагентов 8 обеспечивающая подачу реагента в получаемый в первой ступени дистиллят. По окончанию реагента в емкости для реагентов 8 подается сигнал в цепи управления блока управления, в результате чего электронагревательный элемент 11 первой ступени дистилляции 1 отключается, при этом электрический клапан 16 отключает подачу исходной воды процесс и работа бидистиллятора прекращается. При наполнении емкости для реагентов 8 реагентом подается сигнал в цепи управления блока управления, в результате чего электронагревательный элемент 11 включается, при этом электрический клапан 16 открывает подачу исходной воды и происходит возобновление работы бидистиллятора. При отключении электронагревательного элемента 11 первой ступени дистилляции 1 процесс получения дистиллята прекращается, что влечет за собой прекращение работы вторая ступени.

Заявляемое изобретение может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Использование предлагаемого бидистиллятора позволяет по сравнению с прототипом получить следующие технико-экономические преимущества:

- повышение эффективности процесса парообразования в первой и второй ступени бидистиллятора за счет установки теплоизоляционного материала на камеры испарения и зоны сепарации;

- значительно снизить удельное электропотребление за счет снижения мощности электронагревательных элементов бидистиллятора;

- установить электронагревательный элемент второй ступени меньшей номинальной мощности по отношению к электронагревательному элементу первой ступени в два раза;

- значительно снизить энергетические затраты за счет автоматической системы управления - отключение подачи воды и электричества при заполнении сборника сбора бидистиллятора и, соответственно, автоматический выход на рабочий режим при отборе бидистиллята из сборника;

- получить гарантированное качество бидистиллированной воды двойной перегонки в присутствии реагентов - отключение подачи воды и электричества по окончанию реагента в емкости для реагентов и, соответственно, автоматический выход на рабочий режим при наполнении емкости для реагентов реагентом;

Бидистилляторы с повышенной эффективностью процесса парообразования в камерах испарения, производительностью 2 и 4 литра в час, согласно заявленному изобретению разработаны и прошли успешные испытания.

ООО Производственная фирма «Ливам» г. Белгород (Россия) производит серийно бидистилляторы с повышенной эффективностью процесса парообразования в камерах испарения, производительностью 2 и 4 литра в час, с 2016 году.

Бидистиллятор, содержащий две ступени дистилляции, каждая из которых содержит камеру испарения, электронагревательный элемент, камеру конденсации, конденсатор, сепаратор, уравнитель, трубопроводы и патрубки, отличающийся тем, что камеры испарения покрыты теплоизоляционным материалом, в камере испарения второй ступени установлен электронагревательный элемент номинальной мощностью в два раза меньшей по отношению к электронагревательному элементу, установленному в камере испарения первой ступени, при этом бидистиллятор снабжен входным электрическим клапаном, электрически связанным с автоматической системой управления, в свою очередь связанной с уравнителем и электронагревательным элементом первой ступени.

Группа изобретений может быть использована в технологии переработки алюмосиликатного сырья с получением алюмокремниевого гибридного реагента для применения в системах водоочистки и водоподготовки.

Способ получения композиционного сорбента с магнитными свойствами // 2661210

Изобретение относится к способу получения композиционного сорбента с магнитными свойствами, который может быть использован для очистки промышленных сточных вод. Способ включает подготовку взвеси магнетита, путем диспергирования магнетита Fe3O4 в 1-5% растворе поливинилового спирта и перемешивании при 80°С в течение 20 минут с получением взвеси магнетита в поливиниловом спирте, добавление в полученную взвесь отходов кофе в массовом отношении 1:2-6, перемешивание при 80°С в течение одного часа, фильтрацию образовавшейся взвеси и сушку полученного композита при 105°С до постоянной массы с последующим измельчением.

Фильтр // 2660875

Изобретение относится к устройствам для разделения нефтеводяных эмульсий и может быть использовано для очистки судовых нефтесодержащих вод и других нефтесодержащих стоков.

Способ утилизации осадка бытовых сточных вод // 2660871

Изобретение может быть использовано в коммунальном хозяйстве при утилизации осадка бытовых сточных вод путем сжигания совместно с другими, не утилизируемыми отходами.

Система очистки воды плавательных бассейнов // 2660869

Изобретение относится к комбинированным способам обработки и обеззараживания воды с применением нескольких химических компонентов и физических воздействий для получения чистой воды в замкнутом контуре и предназначено для очистки воды плавательных и купальных бассейнов.

Устройство для электролиза водно-солевых растворов // 2660440

Изобретение относится к устройству для электролиза водно-солевых растворов, содержащему корпус, диафрагменный электрохимический реактор, разделенный мелкопористой диафрагмой на анодную и катодную камеры, снабженному входным и выходными патрубками.

Устройство для очистки жидкости от газовых примесей (деаэратор, дегазатор, испаритель) // 2660120

Изобретение относится к области энергетики, нефтехимии и может быть использовано в системах питания котельных установок, в теплофикационных системах, системах разделения жидких и газовых фаз, а также в других отраслях народного хозяйства (например, в пищевой, молочной, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности).

Способ очистки сточной воды // 2660105

Изобретение относится к технологии очистки бытовых и промышленных сточных вод. Способ очистки сточной воды от загрязнений включает реагентную обработку очищаемой воды и последующее отделение присутствующих в ней загрязнений с получением очищенной воды.

Малоотходный способ очистки воды от взвешенных частиц (варианты) // 2660061

Изобретение может быть использовано в области очистки воды. В первом варианте исходную воду, содержащую взвешенные вещества, подают на флотационную установку, разделяют поток на осветленную воду и флотошлам.

Устройство для обработки серых стоков по месту их формирования // 2659992

Изобретение может быть использовано для обработки бытовых серых стоков по месту формирования. Устройство включает септический резервуар (3) для приема серых стоков через впускное отверстие (10) и отделения твердых веществ, фильтрующее устройство (7), содержащее слой (1) торфяного материала внутри контейнера (8), для формирования фильтрующей среды.

Дистиллятор // 2659282

Изобретение относится к технологии получения дистиллированной воды и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической, косметической и энергетической отраслях промышленности для очистки и обессоливания воды, концентрирования рассолов, водоподготовки и деминерализации.

Дистилляционное устройство // 2657901

Дистилляционное устройство включает сепаратор (22), холодильник (24), нагреватель (26) и теплосборный контур (30). Теплосборный контур (30) включает циркуляционный канал (32), выполненный с возможностью соединения холодильника и нагревателя, компрессор (34), расширительный механизм (34), резервуарную секцию (40), способную сохранять рабочую среду в жидком состоянии, и регулирующую циркулирующее количество секцию (50), которая регулирует циркулирующее количество рабочей среды.

Применение нержавеющей стали, выплавленной дуплекс-процессом, при отпарке аммиаком на установках для синтеза мочевины // 2654018

Изобретение относится к созданию или модернизации установок для синтеза мочевины способом с отпаркой аммиаком и самоотпаркой. Установка для синтеза мочевины способом с отпаркой аммиаком или термической отпаркой, включающая контур высокого давления для синтеза, который включает реактор для синтеза, кожухотрубное отпарное устройство и конденсатор, указанное отпарное устройство включает кожух и пучок труб с возможностью обеспечить отпарку раствора карбамата, подаваемого в указанные трубы путем нагрева, и необязательно с использованием аммиака в качестве средства для отпарки, при этом трубы указанного отпарного устройства изготовлены из нержавеющей стали, выплавленной дуплекс-процессом по одному из нижеуказанных вариантов:А) сталь Safurex®, а именно 29Cr-6,5Ni-2Mo-N, которую по системе кодирования Американского общества инженеров-механиков (ASME) обозначают также 2295-3 и по Единой системе нумерации (UNS) - S32906, илиБ) сталь DP28W™, а именно 27Cr-7,6Ni-1Mo-2,3W-N, которую по системе кодирования ASME обозначают также 2496-1 и по UNS - S32808.

Дефлегматор // 2652711

Изобретение относится к дефлегматору с пластинчатым теплообменником. Дефлегматор с пластинчатым теплообменником (2) содержит первый и второй каналы, по которым протекают среды, выполненные для первой среды (M1) трубчатыми между отдельными пластинами, соединенными между собой в одну пару пластин, а для другой среды (М2) - волнообразными между соединенными друг с другом в один штабель пластин парами пластин и с корпусом (3) дефлегматора.

Бидистиллятор с устройством подачи реагентов // 2650121

Изобретение относится к конструкции аппарата получения бидистиллированной воды двойной перегонки в присутствии реагентов, используемой в медицинской, фармацевтической, биотехнической, электронной, химической и других отраслях промышленности.

Установка для полимеризации этилена и альфа-олефина и способ получения // 2646425

Изобретение относится к установке и способу для полимеризации этилена и альфа-олефина. Установка для полимеризации этилена и альфа-олефина включает полимеризационный реактор, секцию разделения непрореагировавших этилена, альфа-олефина, низкомолекулярного олигомера и полимера и секцию извлечения растворителя.

Тарелка для абсорбера // 2635133

Изобретение относится к устройству для абсорбционных и ректификационных колонн в химической, нефтехимической и нефтяной промышленности. Тарелка абсорбера содержит перфорированный диск, диффузор для ввода газа в тарелку, переливные трубки, корытообразное дно, рубашку корытообразного дна тарелки, куда подается хладо-теплоагент, штуцеры с трубками, через которые в рубашку корытообразного днища подается и выводится хладо-теплоагент.

Способ осушки углеводородного газа диэтиленгликолем // 2634782

Изобретение относится к области осушки газов и паров жидкими осушителями и может быть использовано в нефтяной, газовой и химической промышленности. Способ осушки углеводородного газа включает предварительный нагрев газа и его направление в трехсекционный абсорбер, с противоточным движением раствора диэтиленгликоля, очистку газа от взвешенных капель жидкости в нижней скрубберной секции, поглощение паров воды диэтиленгликолем при движении газа через систему тарелок в средней секции и последующую очистку газа от захваченных капель раствора диэтиленгликоля в верхней скрубберной секции, вывод осушенного газа из абсорбера потребителю и последующую регенерацию использованного раствора диэтиленгликоля, при этом способ осуществляют с применением пароэжекторной холодильной машины, работающей в режиме теплового насоса.

Противоточная колонна с динамически управляемым распределителем жидкости // 2631701

Изобретение относится к противоточной колонне с распределителем жидкости. Противоточная колонна содержит динамически управляемый распределитель жидкости, включающий в себя трубу для подачи жидкости и множество распределительных органов, которые расположены в колонне над набивкой с возможностью образования в протекающем вверх газе на высоте распределительных органов нескольких частичных потоков, причем между набивкой и распределительными органами имеются зоны подпора, при этом распределительные органы представляют собой накопительные объемы жидкости 3, расположенные на опорной плите, каждый из которых включает множество отверстий в днище для прохождения жидкости, соосных с множеством отверстий в опорной плите, уровнемер 11, трубу для подачи жидкости 9, содержащую насос 16, расходомер, состоящий из первичного преобразователя расходомера 12 и вычислителя расходомера 13, входной клапан 4, причем накопительные объемы жидкости разделены между собой окнами в опорной плите для протекающего вверх газа.

Установка переработки низконапорных углеводородных газов и жидких углеводородов (варианты) // 2626840

Изобретение относится к устройствам переработки низконапорных газов и конденсатов, образующихся при транспортировке газа, и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.