BE397521A - - Google Patents

Description

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  PROCEDE ET APPAREIL PERFECTIONNES POUR L'EVAPORATION DE LIQUIDES A DES TEMPE-
RATURES BASSES. 



   L'invention consiste en un procédé et un appareil pour évaporer ou sécher des solutions ou émulsions (ci-après dénommées "liquides") à température relativement basse, en agissant mécani-   quernent   sur un gaz condensable qui est amené à circuler en un   cy-   cle fermé, en série à travers des serpentins ou l'équivalent, disposés respectivement dans un évaporateur ou sécheur et dans un condenseur, et en conservant la chaleur soustraite des vapeurs dans le condenseur du cycle de façon à réduire la dépense d'énergie mécanique. 



   Le procédé consiste essentiellement en un agencement de transfert de chaleur constitué en cycle fermé, dans lequel un gaz condensable est amené en circulation continue à travers des serpentins ou en contact avec d'autres surfaces d'échange de chaleur montés dans un évaporateur ou sécheur et dans un condenseur, et est comprimé en un point intermédiaire entre ces éléments   o L-e   

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 gaz, après compression à une pression suffisante pour   l'amener   se condenser à une température plus élevée que celle à laquelle le liquide est évaporé, est utilisé pour fournir de la chaleur à 
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 l'évaporateur ou sécheur.

   Le gaz se condense <lu i'a,11, du Lu :1<>11:1-   traotion   de   chaleur   dont il estl'objet dans l'évaporateur ou sécheur, et,le produit de condensation qui en résulte passe au serpentin ou échangeur de chaleur constituant le .condenseur en traversant une valve ou soupape de réglage; il est évaporé dans ce condenseur et absorbe de   la   chaleur provenant des   vapeurs     occupant   le dit condenseur, Il est ensuite comprimé à nouveau pour la répétition du cycle,
L'appareil représenté schématiquement è la fig. 1 du dessin annexé estessentiellement constitué par deux récipients fermés dont l'un, A, est un évaporateur et l'autre, B, est un   cond.en-   seur.

   Ces récipients sont équipés de serpentins échangeurs de cha- 
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 leur, C. et D, montés dunsle circuit de transfert d.e chaleur qui contient lc compresseur 1.lo Les appareils évaporateur ut condenseur fonctionnent sous vide, la   dépression     désirable   dépendant des   0 la   température a laquelle on désire effectuer l'évaporation. 



   Les serpentins C at D sont montés en série avec un compresseur E, et contiennent une petite quantité d'un gaz aisément 
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 liquéfiable comme l'ammoniaque, le biox,ydo de soufre, ou 11.. chlorure de méthyle. Une valve ou'soupape de réglage, F, est prùv-e entre ces serpentine, rJ;U ::1'1>E:JW.LI)Cl, soupape:-! de 1'0r;:l'J.,:\:, l'0 compresseur forment un système d ? transfert due chaleur fermé, qui fonctionne pour fournir dela chaleur à   l'évaporateur   et   soustrai-   
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 re de la chaleur au condenseur, la chaleur reprise au eundenneur étant conservée et uti1:ioéo à. nouveau dans l'évaporateur. 



  Le liquide évaporer eu'c placé dans l')'1L\j.rJl'etL:11r, lit l'air absorbé en estextraitpar une conduite P à   l'aide     d'une   pompe à vide Le   compresseur   reçoit du gaz ou vapeur réfrigérant 
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 du sorperitir) condenseur D, le' comprime, et le fait circuler riana le serpentin évaporateur C; de là il passe, via la soupape da rég glage F, à travers le serpemtin condenseur D, et retourne au com- 

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 presseur E dans lequel il est comprirné à nouveau, recommençant ainsi d'une manière continue le cycle fermé. 



   Le système atteint l'état d'équilibre lorsque la tempé- rature dans l'évaporateur atteint le point d'ébullition du liquide qui est soumis à l'évaporation dans l'évaporateur à la pression existante dans cet appareil. Ainsi, si la pression dans l'évapora- teur est maintenue à 12,7 mm de mercure et que le liquide soumis à l'évaporation est une solution aqueuse diluée, la température dans l'évaporateur atteindra environ 15,5  C.

   Dans ce cas, de la vapeur passera continuellement à l'évaporateur A au condenseur B par la conduite de vapeur   Q.   La vitesse d'évaporation dépendra de la vites- se de   compression   du   gaz   qui circule dans le serpentin évaporateur, et la différence entre les températures de l'évaporateur et du con- denseur dépendra du rapport de la vitesse de compression de gaz à la transmission de chaleur à travers le serpentin évaporateur;.'   Il   est évident que ..., le fonctionnement du système n'exige pas d'eau de refroidissement. 



   Lorsqu'on désire sécher le liquide traité de façon à recueillir la matière dissoute ou en suspension qu'il contient sous forme d'une poudre sensiblement sèche, le liquide est appliqué soit sous forme pulvérisée, soit sous celle d'un film ou pellicu- le mince d'un côté ou face de la surface d'échange de chaleur de 1' évaporateur, tandis que le gaz comprimé s'écoule sur et se conden- se sur l'autre côté ou face de cette surface d'échange de chaleur.' 
En ce cas, l'agencement le mieux approprié pour assurer, le séchage prend la forme d'un sécheur du type bien connu à   cylin-     @   dre ou tambour, dans lequel le gaz   @   passe à l'intérieur du ou des tambours.

   Le ou les tambours est ou sont enfermés dans la cham- bre de l'évaporateur et cette chambre est reliée par une conduite de vapeur au condenseur, un vide aussi elevé que possible étant main tenu dans l'évaporateur. Une trémie est prévue dans l'évaporateur pour recueillir la poudre sèche brossée ou enlevée de toute autre manière du ou des tambours et en vue de la conserver jusqu'au mo ment ou elle peut être convenablement enlevée pour être   empaquetée.   

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   Dans la fig. 2 on a schématiquement représenté un   év.-   porateur d.u type à tambour, établi suivant le principe défini, G désigne un tambour tournant monté à   l t intérieur     d'une   chambre d' 
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 évaporateur fermée Ho La ChDl1brc H est reliée par 11.1 conduite de vapeur Q à un condenseur K. Le liquide à sécher est répandu ou pulvérisé sur le tambour tournant Go Le dépôt séché sur la surface du tambour G est enlevé à l'aide de grattoirs ou de brosses   tournan-   tes, ou a l'aide d'autres moyens appropriés, et il est dirigé vers une trémie ou poche dont il peut être enlevé de temps à autre.

   Le circuit de gaz passe à l'intérieur du tambour G par un tourillon creux et le gaz se condense dans ce   tambour.   Le produitcondensé 
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 est évacué du tamLuur G en .L, dan;-) lu cviid<iiL dru c.i.xcnl,t:mi, <:t, passe de là, à travers la valve ou soupape de réglage M, au   serpen-   tin condenseur N. Après évaporation dans le serpentin N, et recompression dans le compresseur 0, le gaz repasse au tambour G pour recommencer un nouveau cycle. 



   L'application la plus importante du procédé consiste dans l'évaporation ou   le     séchage   de liquides contenant des substances qui sont particulièrement sensibles à la chaleur , en sorte qu'elles pourraient subir des modifications non désirables aux températures   élevées.   Dans le cas du laitpar exemple, il estdésirable de main- tenir la température dans l'évaporateur H, et dans le condenseur
K, en dessous de 38  C afin de conserver certaines des propriétés   @   naturelles du laito Ces conditions sont aisément satisfaites grâce à la présente invention.

   Dans le cas d'un évaporateur à vide du type conventionnel, le fonctionnement à une température aussi bas- se se traduirait par une consommation telle d'eau de refroidisse- ment que dans la plupart des cas l'opération serait industrielle- ment impraticable. 



   Le procédé est également extrêmement économique lorsque la force motrice électrique est disponible à relativement bon   con:p-   te, car elle procure tous les résultats du système de compression de vapeurs tout en éliminant de grandes difficultés pratiques qui 

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 seraient créées en comprimant de la vapeur d'eau qui possède un volume spécifique relativement considérable. 



   REVENDICATIONS. 



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1.- Un procédé pour évaporer des liquides dans une gamme de températures basses qui consiste à comprimer un gaz facilement li- quéfiable et à amener ce gaz à circuler dans un cycle fermé, en série à travers un échangeur de chaleur disposé dass un évaporateur   -- dans lequel échangeur le gaz passe de la phase gazeuse à la pha- @   se liquide -- et ensuite dans un échangeur de chaleur disposé dans un condenseur, échangeur dans lequel il est détendu à la phase ga- 
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 zeuse, ce condenseur rt,ouvaiil da la vuiJuur Lr.ansx'cr6e de l1éVtipOl't:J.- teur, après quoi le gaz est ramené au compresseur. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 2. - Un procédé pour évaporer des liquides dans une gamme de températures basses, dans lequel le chauffage d'un évaporateur et le refroidissement d'un condenseur relié à l'évaporateur sont effectués en faisant circuler un gaz facilement condensable, en un, EMI5.2 cycle ftjrmo, à Lrav<;1>.i duj tmyuurr du ohalnur disposés d/3,11i:

   J le dit évaporateur et dans le dit condenseur, en élevant la tempéra- ture de condensation du dit gaz en le comprimant adiabatiquement, en extrayant de la chaleur du condenseur en détendant le liquide à la phase gazeuse, et en conservant la chaleur'qui est absorbée dans le circuit de gaz en la ramenant,dans le gaz, à l'évaporateur., 3.- Un procédé pour évaporer du liquide dans une gamme de tem- de pératures basses, qui est caractérisé en ce que/la chaleur est transférée de la phase de condensation à la phase d'évaporation en comprimant adiabatiquement un gaz liquéfiable dans un cycle fer- mé et en,faisant circuler ce gaz à travers un échangeur de chaleur dans la dite phase d'évaporation, et en ce que, durant la détente de ce gaz, de la phase liquide à la phase gazeuse;

   il est amené à. absorber de la chaleur dans un échangeur de chaleur de la phase de condensation du procédé, grâce à quoi pratiquement toute l'éner- gie calorifique du cycle fermé est conservée et est utilisée con- tinuellement dans le dit cycle. <Desc/Clms Page number 6>

   4.- Un appareil pour évaporer des liquides dans une gamme de températures basses, comprenant une chambre d'évaporateur, une chambre de condensation, un conduit de transfert ;le vapeur reliant ces deux chambres, et un conduit len reliant, A une pompe à vide, an échangeur de chaleur d.ans 1! évaporateur, un échangeur de vapeur dans le condenseur, une pompe de compression de gaz, montée en circuit entre l'extrémité de l'échangeur d.e chaleur du condonseur et le commencement de l'échangeur de chaleur de l'évaporateur, une valve ou soupape de réglage entre l'extrémité de 1'échangeur de chaleur de l'évaporateur et le commencement de l'échangeur de chaleur du condenseur, les dits échangeurs de chaleur,

   pompe de compression et valve ou soupape de réglage étant montés en circuit dans un cycle ferme,.

   5.- Un appareil pour évaporer des liquides afin d'en recueillir des produits solides, comprenant une chambre d'évaporateur, un échangeur de chaleur du type tambour monté de façon à tourner dans la dite chambre d'évaporateur, et des moyens pour faire tourner ce tambour dans cette chambre et en enlever le dépôt solide qui s'y forme, une chambre (le condensation, une conduire de trans@ert de vapeur reliant la dite chambre d'évaporateur et la dite chambre de condensation, un conduit les reliant à une pompe vide, un échangeur de chaleur dans l'évaporateur, un échangeur de chaleur dans le condenseur, une pompe de compression de gaz montée en circuit.

   entre l'extrémité de l'échangeur de chaleur du condenseur et le commencement de 1'échangeur de: chaleur de l'évaporateur, une valve ou soupape de réglage montée entre l'extrémité de l'échangeur d.e chaleur de l'évaporateur et le commencement de l'échangeur de chaleur du condenseur, les dits échangeurs de chaleur, pompe de compression et valve ou soupape de réglage étant montés en circuit dans un cycle fermé.

   6.- Un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel un vide partiel est maintenu dans les cham bres de l'évaporateur et du condenseur.