[发明专利]包括冷凝机构的组分分离系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离组分的系统。具体地说，本发明涉及从一冷凝表面除去液体来分离组分。

本发明技术背景

冷凝是一种在许多工业处理中使用的普通的分离技术。它通常与一传热表面一起使用，该传热表面被控制在一温度上，并从该传热表面上除去一气流中的特殊蒸汽。当蒸汽在这些表面上凝结时，它们形成由液膜、细流或水滴组成的混和物，在重力的作用下，它们流到该表面的最下部，然后以水滴形式从该表面上落下。在大多数情况下，该传热表面必须远离蒸汽的原始高浓度源，以防止水滴重新回到该处理过程中去。将该表面安装在远离原始高浓度源的距离处一般要求冷凝处理在一较低的蒸汽浓度中进行。这将导致低效率，即需要较冷的工作温度，更大的表面积，或降低冷凝速度。

在某些处理过程中，活动系统从该表面上除去冷凝的液体。例如，带有刮刀的转动表面除去冷凝的液膜。这类系统可安装在该表面的附近，由于液体被机械装置除去，故液体不会重新回到处理过程中去。然而，这类系统是复杂的、昂贵的，并具有有限的设计灵活性以适应具体的处理过程。

组分分离系统的一个例子是传统的带涂层基体的干燥机，它将大量气体引导到该带涂层表面，将该液体蒸发，并以蒸汽形式将其除去。在许多情况下，由于环境或经济原因，必须在排到大气中前除去在气流里的蒸汽。冷凝是从气流里除去这些蒸汽的一种普通方法。

使用冷凝的系统通常是大的热交换机或带有刮片的激冷轧辊。它们安装在大容积气体流里远离散热片的地方。通常，热交换机位于大容积气体流里，而表面温度降低到可供蒸汽冷凝的一点，以便从处理过程中将它们除去。

在大容积气体流里的蒸汽浓度必须保持在可燃极限以下，通常是气体流的1-2％。为了在低的蒸汽浓度下获得可接受的分离效果，热交换表面必须很大，而工作温度必须很低，一般在-30℃-0℃范围内。这是非常昂贵的，而且带来若干处理问题，诸如在热交换机表面上形成冰。在提高蒸汽浓度上已耗费了大量的努力，以改进处理效率。其中一个例子是使用惰性气体作气体流，以便增加蒸汽浓度，因为可燃性的限制被消除了。然而，这种方法仍然是非常昂贵的，并产生了另外的处理问题，即限制了它们在工业中的使用。在带涂层表面、或气体/液体交界面处的蒸汽浓度是非常高的，它们在表面的几厘米内迅速减弱。

将热交换表面置于气体/液体交界面的几厘米内对于最大程度的分离效率是十分理想的。冷凝表面通常不能位于靠近该表面的地方，因为在重力的作用下，冷凝液体将回流到该涂层表面。活动系统、诸如带刮刀的转动轧辊可靠近该处理过程，但它们的形状不适合移动基体所要求的平坦表面，而且它们相当复杂和昂贵。因此，需要一种系统，它能够从一组分分离系统的冷凝表面上除去液体。

本发明的简要说明

本发明是一种从一混合物里分离组分的方法和装置。提供一蒸发液体源，而一冷凝表面位于在蒸发液体源上方的一高蒸汽浓度区域内。蒸发的液体在该冷凝表面上冷凝，并从该冷凝表面上除去冷凝的液体，同时，冷凝的液体仍呈液体状态。这种除去基本上只利用毛细管力。

该方法和装置还可能包括从该混合物里蒸发液体，并分离和收集从该混合物里除去的任何液体。

用于这种组分分离系统的冷凝机构包括接受来自混合物的蒸发液体的冷凝表面，以及形成于该冷凝表面上的许多敞开的槽。这些槽引导冷凝表面上的冷凝液体离开混合物。该冷凝表面可以具有小于2米的长度。

这些槽可以是满足Concus-Finn不等式的毛细管槽，并可以互相平行。冷凝表面形状可以根据组分分离处理所要求的物理结构来选择。

本发明提供一种从一混合物里分离组分的装置，包括：一冷凝表面，它位于在蒸发液体源上方的高蒸汽浓度区域内，以接纳来自该混合物的蒸发液体；许多敞开的槽，它们形成于冷凝表面上，以便引导在冷凝表面上的冷凝的液体离开混合物；将来自混合物的蒸发液体冷凝在冷凝表面上的设备；以及将冷凝液体从冷凝表面上除去、同时使冷凝液体保持液体状态的设备。

在所述的装置中，冷凝表面具有小于2米的长度，并满足Concus-Finn不等式。

可利用一边板与冷凝表面接触，以有利于从冷凝表面上除去冷凝液体。

冷凝装置可是一冷凝板，并可包括用来接纳热交换液体的通道。

附图的简要说明

图1是本发明的装置的立体图；

图2是图1中的装置的前视图，带有局部剖视；

图3是沿图1中的3-3线的剖视图。

详细说明