LU81574A1 - DEVICE FOR EXTRACTING AND MIXING THE CONDENSATES OF THE EFFECTS OF A MULTI-EFFECT EVAPORATOR - Google Patents
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Description
( I -(I -
La présente invention a pour objet un nouveau dispositif dfextraction et de mélange des condensats des corps de chauffe d'au moins deux effets d'un êvaporateur à multiple effet, la pression étant décroissante du premier au dernier effet.The present invention relates to a new device for extracting and mixing condensates from the heating bodies of at least two effects of a multiple-effect evaporator, the pressure decreasing from the first to the last effect.
5 A ce jour, il est connu d'associer un moyen d'extraction à chacun des corps de chauffe concernes, ces moyens étant constitués par un conduit portant une pompe d'extraction ; les condensats extraits à l'aide de ces moyens d'extraction sont ensuite mélangés, par exemple dans un bac de. mélange.To date, it is known to associate an extraction means with each of the heating bodies concerned, these means being constituted by a duct carrying an extraction pump; the condensates extracted using these extraction means are then mixed, for example in a pan. mixed.
Le prix de revient de ces moyens <3 ' extraction et leurs frais de main-10 tenance peuvent donc devenir importants si le nombre de corps de chauffe dont on veut extraire les condensats devient élevé.The cost price of these means <3 ′ extraction and their maintenance costs can therefore become significant if the number of heating bodies from which the condensate is to be extracted becomes high.
La présente invention a pour but de réduire ce prix de revient et ces frais et pour ce faire, elle propose un dispositif qui se caractérise en ce qu'il comprend un réservoir dans lequel débouchent des conduites respective-15 .ment en relation avec la partie basse des corps de chauffe dont on veut extraire les condensats, ce réservoir comportant en outre un moyen d'extraction.The object of the present invention is to reduce this cost price and these costs and to do this, it proposes a device which is characterized in that it comprises a reservoir into which open respective pipes. 15 .ment in relation to the part bottom of the heating bodies from which we want to extract condensate, this tank further comprising an extraction means.
De par les différences de pression entre le réservoir et les corps de chauffe, il se crée dans les conduites une colonne d'eau pouvant se prolonger jusque dans lesdits corps de chauffe et il tend à s'établir, entre la surface 20 des condensats présents dans le réservoir et celle de la colonne d'eau, une 1' dénivellation d'équilibre correspondant à la différence de pression existant entre ledit réservoir et le corps de chauffe considéré. Les condensats produits dans les corps, de chauffe sont donc continuellement éliminés de manière a ce que soit conservée cette dénivellation d'équilibre.Due to the pressure differences between the tank and the heating bodies, a column of water is created in the conduits which can extend into said heating bodies and it tends to be established between the surface 20 of the condensates present. in the tank and that of the water column, an equilibrium difference in height corresponding to the pressure difference existing between said tank and the heating body considered. The condensates produced in the heating bodies are therefore continuously eliminated so that this unevenness in balance is preserved.
25 II est clair par ailleurs que la présente invention ne nécessite plus la mise en oeuvre d'autant de moyens d'extraction qu'il y a de corps de chauffe ; un seul moyen suffit quel que soit le nombre de corps de chauffe dont on veut extraire les condensats.It is also clear that the present invention no longer requires the use of as many extraction means as there are heating bodies; a single means is sufficient whatever the number of heating bodies from which we want to extract the condensates.
Avantageusement, pour chacun des corps de chauffe dont on veut extraire 30 les condensats, la dénivellation entre le point d'extraction sur le réservoir et le point de prélèvement des condensats sur le corps de chauffe est choisie de manière à être au moins égale à la différence de pression existant entre le ^ réservoir et le corps de chauffe considéré, le point d’extraction étant néces sairement situé sous le point de prélèvement.Advantageously, for each of the heating bodies from which the condensate is to be removed, the difference in level between the extraction point on the tank and the condensate removal point on the heating body is chosen so as to be at least equal to the pressure difference existing between the tank and the heating body in question, the extraction point being necessarily located below the sampling point.
35 Dans ces conditions, à l'équilibre, le niveau des condensats dans les corps de chauffe ne dépassera pas celui du point de prélèvement sur les corps de chauffe. Ces derniers ne seront donc pas encombrés de condensats et ils pourront fonctionner de façon optimale.Under these conditions, at equilibrium, the level of condensate in the heating bodies will not exceed that of the sampling point on the heating bodies. They will therefore not be cluttered with condensate and they will be able to function optimally.
Selon une variante, tout ou partie des conduites débouchent dans le h0 réservoir à un niveau situé au-dessous du point d'extraction. Dans le cas I 2 ' où toutes les conduites débouchent au-dessous de ce point, le réservoir peut être à la pression du corps de chauffe où règne la pression la plus élevée parmi les corps de chauffe dont on veut extraire les condensats, mais il peut être également à.une pression supérieure.According to a variant, all or part of the pipes open into the tank h0 at a level located below the extraction point. In the case I 2 'where all the pipes open below this point, the tank may be at the pressure of the heating body where the highest pressure prevails among the heating bodies from which the condensate is to be extracted, but it can also be at higher pressure.
5 Selon une autre variante, seule la conduite en relation avec le corps de chauffe de pression la plus élevée débouche dans le réservoir à un niveau situé au-dessus du point d'extraction. Dans.ces conditions, il y a communication entre le réservoir et ce corps de chauffe et la pression régnant dans le premier est égale à la pression régnant dans le second. Les condensats de ce 10 corps de chauffe particulier s'écoulent, alors par gravité dans le réservoir et il n'y a pas formation d'une colonne de.liquide dans la conduite associée ù ce corps de chauffe.According to another variant, only the pipe in relation to the highest pressure heating body opens into the tank at a level situated above the extraction point. In these conditions, there is communication between the tank and this heating body and the pressure prevailing in the first is equal to the pressure prevailing in the second. The condensate from this particular heating body flows, then by gravity into the tank and there is no formation of a liquid column in the pipe associated with this heating body.
Enfin, tout ou partie des conduites peuvent déboucher dans le réservoir à un niveau situé au-dessus du point d;'extraction, les conduites associées 15 a,ux corps de chauffe de pression plus faible que celle du réservoir étant alors pourvues de moyens rendant l'écoulement unidirectionnel et empêchant toute migration de fluide et notamment de vapeur du réservoir vers les corps de chauffe. Ces moyens peuvent être constitues par des clapets unidirectionnels.Finally, all or part of the pipes can open into the tank at a level situated above the extraction point, the pipes 15a associated with a heating body having a pressure lower than that of the tank then being provided with means making unidirectional flow and preventing any migration of fluid and in particular vapor from the tank to the heating bodies. These means can be constituted by one-way valves.
Ces clapets facilitent la formation des colonnes d'eau dans les conduites et 20 ainsi de l'équilibre dans les systèmes réservoir-conduite-corps de chauffe.These valves facilitate the formation of water columns in the pipes and thus balance in the tank-pipe-heater systems.
i Ces moyens peuvent également être constitués par des tubes en U. Il est bien l » certain que dans ces cas de figure où tout ou partie des conduites débouchent dans le réservoir à un niveau situe au-dessus du point d'extraction, la pression du réservoir peut être égale ou supérieure à celle du corps de chauffe où règne 25 la pression la plus élevée parmi les corps de chauffe dont on veut extraire les condensats.i These means can also be constituted by U-shaped tubes. It is quite certain that in these cases in which all or part of the pipes open into the tank at a level situated above the point of extraction, the pressure of the tank may be equal to or greater than that of the heating body where the highest pressure prevails among the heating bodies from which the condensate is to be removed.
Selon un mode de réalisation, le réservoir est mis à la pression du corps de chauffe où règne la pression la plus élevée parmi les corps de chauffe dont on veut extraire les condensats. Cette variante pennet de maintenir une 30 pression constante dans le réservoir, ce qui n'est pas toujours réalisable lorsque la communication entre ledit réservoir et le corps de chauffe en question est assurée par la conduite elle-même et surtout si cette dernière est de faible diamètre.According to one embodiment, the reservoir is brought to the pressure of the heating body where the highest pressure prevails among the heating bodies from which the condensate is to be extracted. This variant makes it possible to maintain a constant pressure in the tank, which is not always possible when the communication between said tank and the heating body in question is ensured by the pipe itself and especially if the latter is of low diameter.
On décrit ci-après, à titre d'exemple, un mode de réalisation de la 35 présente invention en référence au dessin annexé dans lequel la figure unique représente une installation d'évaporation constituée essentiellement par un évaporateur à quatre effets du type â flot tombant et pourvu du dispositif selon l'invention.An embodiment of the present invention is described below by way of example with reference to the appended drawing in which the single figure represents an evaporation installation consisting essentially of a four-effect evaporator of the falling-flow type. and provided with the device according to the invention.
Plus précisément, cette installation comporte un évaporateur à quatre kQ effet 1, 2, 3, !+, le produit liquide à concentrer arrivant en tête du premier f / .More specifically, this installation includes a four kQ effect evaporator 1, 2, 3,! +, The liquid product to be concentrated arriving at the top of the first f /.
' effet 1 par un conduit 5* Ce produit peut être de toute nature, comme par exemple un produit alimentaire tel que du lait écrémé. Le produit issu de la "base de cet effet 1 est ensuite dirigé en tête A du second effet 2, de la "base de cet effet 2 en tête B du troisième effet 3, de la base de cet effet 3 en tête C du 5 dernier effet V et enfin de la base de cet effet U vers un bac de stockage ou tout lieu d’utilisation (non représenté), respectivement par un conduit 6 comportant une pompe d’extraction 7, un conduit 8 comportant une pompe d’extraction 9, un conduit 10 comportant une pompe d’extraction 11 et un conduit 12 comportant une pompe d’extraction 13· Par ailleurs, aux effets 1, 2, 3» U de l’êvapo-10 rateur sont respectivement associés des séparateurs vapeur-liquide 1l·, 15» 16, 17* La vapeur d'évaporation créée dans l'effet 1 arrive par un conduit 18 dans le séparateur il· d’où elle est dirigée par un conduit 19 dans le corps de chauffe 20 de l'effet 2. De la même manière, la vapeur d’évaporation créée dans les effets 2, 3, l· est respectivement amenée dans les séparateurs 15» 16, » 15 1J par les conduits 21, 22, 23, puis dirigée de ces séparateurs respectivement dans le corps de chauffe 2l· de l'effet 3» le corps de chauffe 25 de l’effet l· et un condenseur (non représenté) par les conduits 26, 27, 28. Le conduit 26 porte en dérivation le conduit d'aspiration 29 d'un thermocompr es s eur de vapeur 30 dont le conduit de refoulement 31 débouche dans le corps de chauffe 32 de 20 l'effet 1. Il est à noter que la pression régnant dans les corps de chauffe 20, ^ 2l·, 25 et 32 est respectivement P^, P^, P^, PQ qui sont telles que l'on aeffect 1 through a conduit 5 * This product can be of any kind, such as for example a food product such as skim milk. The product from the "base of this effect 1 is then directed to the head A of the second effect 2, from the" base of this effect 2 to the head B of the third effect 3, from the base of this effect 3 to the head C of the 5 last effect V and finally from the base of this effect U to a storage tank or any place of use (not shown), respectively by a conduit 6 comprising an extraction pump 7, a conduit 8 comprising an extraction pump 9, a duct 10 comprising an extraction pump 11 and a duct 12 comprising an extraction pump 13 · In addition, in effects 1, 2, 3 U U of the evaporator-10 are respectively associated steam separators- liquid 1l ·, 15 »16, 17 * The vapor of evaporation created in effect 1 arrives by a conduit 18 in the separator it · from where it is directed by a conduit 19 in the body of heater 20 of the effect 2. In the same way, the evaporation vapor created in effects 2, 3, 1 · is respectively fed into the separators 15 "16," 15 1J by the conduits 21, 22, 23, then directed from these separators respectively into the heating body 2l · of effect 3 "the heating body 25 of effect l · and a condenser (not shown) by the conduits 26, 27, 28. The duct 26 carries the bypass the suction duct 29 of a steam thermocompressor 30, the discharge duct 31 of which opens into the heating body 32 of effect 1. It should be noted that the pressure prevailing in the heating bodies 20, ^ 2l ·, 25 and 32 is respectively P ^, P ^, P ^, PQ which are such that one has
Po> P, > P2> P3*Po> P,> P2> P3 *
Chacun des corps de chauffe 20, 2l· et 25 est- muni à sa partie basse d'une conduite de prélèvement des condensats 33» 3l·, 35» conduites qui dêbou-25 chent dans un réservoir 36 pourvu à sa base d'un conduit d'extraction 37 comportant une pompe d'extraction 38. La conduite 33 associée au corps de chauffe 20 ' débouche à la partie haute de ce réservoir 36, alors que la conduite 3l· associée au corps de chauffe 2l· et la conduite 35 associée au corps de chauffe 25 débouchent dans le réservoir à un niveau situe au-dessous du point d'extraction de 30 ce réservoir. Le corps de chauffe 32 est lui également muni à sa base d'une ' conduite d'extraction 39 comportant une pompe d’extraction la conduite 39 portant en dérivation une conduite l·! venant rejoindre la conduite 37* Enfin, une tuyauterie l·2 relie la partie haute du réservoir 36 au corps de -chauffe 20 de manière à ce que ledit réservoir soit à tout moment à la pression P-j.Each of the heating bodies 20, 21 and 25 is provided at its lower part with a condensate collection pipe 33 ”31, 35” pipes which open out in a tank 36 provided at its base with a extraction duct 37 comprising an extraction pump 38. The pipe 33 associated with the heating body 20 ′ opens at the top of this tank 36, while the pipe 31 · associated with the heating body 21 · and the pipe 35 associated with the heating body 25 open into the tank at a level located below the point of extraction of this tank. The heating body 32 is also provided at its base with an 'extraction pipe 39 comprising an extraction pump the pipe 39 carrying a bypass pipe l ·! coming to join the pipe 37 * Finally, a pipe l · 2 connects the upper part of the tank 36 to the heating body 20 so that said tank is at all times at the pressure P-j.
35 Les condensats produits dans le corps de chauffe 20 s'écoulent donc librement par gravité dans ledit réservoir 36. La pression P^ dans le corps de chauffe 2l· étant inférieure à la pression P1, les condensats présents dans le réservoir vont s'élever dans la conduite 3l·, et les condensats produits dans le corps de chauffe 2l· se déversent dans cette même conduite 3l·. Le niveau des b0 condensats dans la conduite 3l· tend finalement vers une valeur d'équilibre B^.35 The condensates produced in the heating body 20 therefore flow freely by gravity into said tank 36. The pressure P ^ in the heating body 21 · being lower than the pressure P1, the condensates present in the tank will rise in line 3l ·, and the condensates produced in the heating body 2l · are discharged in this same line 3l ·. The level of b0 condensates in line 3l · finally tends towards an equilibrium value B ^.
ίί
Il en est de meme dans la conduite 35 où le niveau des condensât s tend vers une valeur d'équilibre Rg située au-dessus du niveau R^ en raison du fait que la pression du corps de chauffe 25 est inférieure à la pression du corps de chauffe 2b. En définitive, si on appelle : 5 - H la dénivellation existant entre le niveau du point d'extraction du réservoir et le niveau et -H' la dénivellation existant entre le niveau du point d'extraction du réservoir et le niveau Rg, le système évolue jusqu'à atteindre l'équilibre caractérisé par les équations 10 suivantes : H » P1 - P2 H’= P1 - P3The same is true in line 35 where the level of the condensate s tends towards an equilibrium value Rg situated above the level R ^ due to the fact that the pressure of the heating body 25 is lower than the pressure of the body heating 2b. Ultimately, if we call: 5 - H the difference in level between the level of the tank extraction point and the level and -H 'the difference in level between the level of the tank extraction point and the level Rg, the system evolves until reaching the equilibrium characterized by the following equations 10: H »P1 - P2 H '= P1 - P3
Ensuite, le système se comporte de manière à toujours tendre vers cet équilibre. Ainsi, les condensât s en provenance des corps de chauffe 2b et 25 et 31 ....Then, the system behaves so as to always tend towards this balance. Thus, the condensates coming from the heating bodies 2b and 25 and 31 ....
15 qμi s'écoulent respectivement dans les conduiteset 35» ont tendance à faire monter le niveau de liquide dans ces conduites ; mais le système réagit immédiatement pour s'opposer à cette élévation de niveau et l'apport de condensâts en provenance des corps de chauffe 2b, 25 est absorbé par le réservoir 36 et évacué par le circuit d'extraction 37» 38.15 qμi flow respectively in the pipes and 35 ”tend to raise the level of liquid in these pipes; but the system reacts immediately to oppose this rise in level and the supply of condensates from the heating bodies 2b, 25 is absorbed by the tank 36 and evacuated by the extraction circuit 37 ”38.
20 Bien entendu, l'esprit de l’invention ne serait en rien modifié si | les conduites 3¼ et 35 débouchaient dans le réservoir 36 au-dessus du niveau du point d'extraction de ce réservoir. Toutefois, dans ce cas, pour faciliter la formation de la. colonne de liquide dans lesdites conduites, un clapet unidirectionnel est disposé sur chacune d'elles. Dans ces conditions, la vapeur présente 25 dans le réservoir 36 ne peut à aucun moment fuser dans les conduites 3^· et 35 vers les corps de chauffe 2b et 25 en gênant ainsi la formation des colonnes de liquide. Les condensât s en provenance des corps de chauffe 2b et 25 vont donc s'écouler respectivement dans les conduites 3^ et 35 jusqu'à y atteindre des niveaux d'équilibre tels que définis précédemment, les clapets s'ouvrant et se 30 fermant de manière à maintenir ces niveaux d'équilibre dans les conduites 3^,35·20 Of course, the spirit of the invention would not be altered in any way if | the lines 3¼ and 35 led into the tank 36 above the level of the extraction point of this tank. However, in this case, to facilitate the formation of the. column of liquid in said pipes, a one-way valve is arranged on each of them. Under these conditions, the vapor present in the reservoir 36 cannot at any time escape into the conduits 3 ^ · and 35 towards the heating bodies 2b and 25, thereby hampering the formation of the columns of liquid. The condensate coming from the heating bodies 2b and 25 will therefore flow respectively in the pipes 3 ^ and 35 until reaching there equilibrium levels as defined above, the valves opening and closing by so as to maintain these levels of equilibrium in the conduits 3 ^, 35 ·
Dans l'installation représentée ci-dessus, la conduite 33 dans laquelle circulent les condensats du corps de chauffe 20, débouche à un niveau situé au-. dessus de celui du point d'extraction et la pression dans le réservoir est alors P1. Toutefois, si l'on dispose un clapet unidirectionnel sur cette conduite 33 35 qui empêche toute migration de fluide du réservoir vers le corps de chauffe 20, ou encore si l'on fait déboucher cette conduite 33 dans le réservoir 36 à un niveau situé au-dessous du point d'extraction» il est alors possible d'avoir dans ledit réservoir 36 une pression supérieure à , par exemple PQ. Dans ces conditions, il faudra bien entendu créer entre le réservoir 36 et les corps de l0 chauffe 20, 2b et 25 une dénivellation suffisante pour permettre l'écoulement I 5 » des condensais vers le réservoir.In the installation shown above, the pipe 33 in which the condensates from the heating body 20 circulate, emerges at a level located above. above that of the extraction point and the pressure in the tank is then P1. However, if there is a one-way valve on this pipe 33 35 which prevents any migration of fluid from the tank to the heating body 20, or if this pipe 33 is unblocked in the tank 36 at a level located at - below the extraction point "it is then possible to have in said reservoir 36 a pressure greater than, for example PQ. Under these conditions, it will of course be necessary to create, between the tank 36 and the heating bodies 10, 20, 2b and 25, a sufficient elevation to allow the flow of condensates to the tank.
Il est à noter que les condensât s qui se forment dans l'effet 1 sont évacués par le conduit 39 et la pompe d'extraction kO. Une partie de ces con-densats est mélangée au moyen de la conduite Ul aux condensats issus du réser-5 voir 36, le restant étant de préférence dirigé vers une chaudière où est produite tout ou partie de la vapeur nécessaire au fonctionnement du thermocompresseur 30. Bien entendu, la conduite Hl pourrait être supprimée sans que cela ne nuise à la marche de l'installation.It should be noted that the condensates that form in effect 1 are discharged through line 39 and the extraction pump kO. A part of these condensates is mixed by means of the line Ul with the condensates coming from the reser-5 see 36, the remainder preferably being directed towards a boiler where all or part of the steam necessary for the operation of the thermocompressor 30 is produced. Of course, the line H1 could be eliminated without this affecting the operation of the installation.
Le réservoir 36 pourrait également être associé au corps de chauffe 10 32, auquel cas tous les condensats de 1'évaporateur seraient collectés par un seul et unique dispositif d'extraction et de mélange.The tank 36 could also be associated with the heating body 32, in which case all the condensates from the evaporator would be collected by a single extraction and mixing device.
L'eau chaude extraite des corps de chauffe des effets de 1'évaporateur, conformément à l'invention, trouve différentes applications. Elle peut par exemple être Utilisée pour préchauffer l'air nécessaire dans un sêcheur par 15 air chaud couplé à 1 ' évaporateur et dans lequel est traité le concentré issu dudit évaporateur ou tout autre concentré.The hot water extracted from the heating bodies of the effects of the evaporator, in accordance with the invention, finds different applications. It can for example be used to preheat the necessary air in a dryer by hot air coupled to one evaporator and in which the concentrate from said evaporator or any other concentrate is treated.
/'N/'NOT
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FR8016813A FR2462922A1 (en) | 1979-08-06 | 1980-07-30 | Condensate recovery system for multiple effect evaporator - drains into single reservoir from several effects at lower pressures than reservoir |
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Family Applications (1)
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LU81574A LU81574A1 (en) | 1979-08-06 | 1979-08-06 | DEVICE FOR EXTRACTING AND MIXING THE CONDENSATES OF THE EFFECTS OF A MULTI-EFFECT EVAPORATOR |
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