Direct contact heat exchanger prototype

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216305%3A26210%2F22%3APR37551" target="_blank" >RIV/00216305:26210/22:PR37551 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Prototyp přímého kondenzátoru

Original language description

Zařízení umožňuje kondenzaci brýdových par, které jsou vytvářeny během procesu zahušťování (odpařování) odpadní vody. Kondenzace brýdových par z jednotlivých komor probíhá přímo v objemu kapaliny a nevyžaduje tedy rozsáhlou teplosměnnou plochu. Kondenzátor je koncipován jako protiproudý, tj. pohyb par, respektive nekondenzujících plynů, je v opačném směru vůči chladicí vodě, která je při průchodu kondenzátorem shora dolů postupně ohřívána kondenzující parou. Zkondenzované páry jsou z důvodu zachování materiálové bilance postupně odváděny mimo chladicí okruh. Chladicí voda je recirkulována přes recirkulační čerpadlo a dva tepelné výměníky. Na prvním výměníku předává část tepla recirkulující odpadní vodě, na druhém výměníku je chladicí voda ochlazena na teplotu požadovanou na vstupu do kondenzátoru. Prototyp sestává z válcové tlakové nádoby s vestavbou, recirkulačního odstředivého čerpadla, dvou tepelných výměníků, systému potrubí a armatur, systému pro řízení a regulaci, vakuového systému.

Czech name

Prototyp přímého kondenzátoru

Czech description

Zařízení umožňuje kondenzaci brýdových par, které jsou vytvářeny během procesu zahušťování (odpařování) odpadní vody. Kondenzace brýdových par z jednotlivých komor probíhá přímo v objemu kapaliny a nevyžaduje tedy rozsáhlou teplosměnnou plochu. Kondenzátor je koncipován jako protiproudý, tj. pohyb par, respektive nekondenzujících plynů, je v opačném směru vůči chladicí vodě, která je při průchodu kondenzátorem shora dolů postupně ohřívána kondenzující parou. Zkondenzované páry jsou z důvodu zachování materiálové bilance postupně odváděny mimo chladicí okruh. Chladicí voda je recirkulována přes recirkulační čerpadlo a dva tepelné výměníky. Na prvním výměníku předává část tepla recirkulující odpadní vodě, na druhém výměníku je chladicí voda ochlazena na teplotu požadovanou na vstupu do kondenzátoru. Prototyp sestává z válcové tlakové nádoby s vestavbou, recirkulačního odstředivého čerpadla, dvou tepelných výměníků, systému potrubí a armatur, systému pro řízení a regulaci, vakuového systému.

Type

G_prot - Prototype

CEP classification

—

OECD FORD branch

20401 - Chemical engineering (plants, products)

Project

<a href="/en/project/FW03010481" target="_blank" >FW03010481: Pilot plant for digestate reduction in biogas plants</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2022

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

Přímý kondenzátor brýdových par

Numerical identification

182848

Technical parameters

Prototyp přímého kondenzátoru byl v konečném stavu tvořen: tělesem kondenzátoru, zásobní nádrží pro odpadní vodu, elektrokotlem s příslušenstvím, dvěma deskovými výměníky, dvěma odpařovacími komorami, třemi čerpadly, vakuovým systémem pro odtah vzdušiny, systémem pro měření a regulaci, systémem potrubí, armatur a ventilů a elektroinstalací. Odpadní voda (cca 200 L/h) byla na deskovém výměníku ohřívána na teplotu cca 70 °C a dopravována čerpadlem do první z odpařovacích komor. V první odpařovací komoře došlo k odpaření části brýdových par při rovnovážné teplotě cca 51 °C a tlaku cca 0,15 bara. Následně byla odpadní voda expanzně ochlazena v druhé odpařovací komoře při teplotě cca 42 °C a 0,08 bara. Tlakový rozdíl mezi odpařovacími komorami byl nastaven výškou vodního sloupce v kondenzátoru. Koncentrát odpadní vody byl ze systému odveden membránovým čerpadlem. Brýdové páry byly v kondenzátoru kondenzovány v přímém kontaktu s chladicí vodou, který intenzifikovala sypaná výplň. Chladicí voda byla kondenzací ohřáta z cca 34 °C na cca 51 °C. Bylo tedy dosaženo požadovaného teplotní přiblížení cca 3 °C. Nezkondenzované plyny byly z kondenzátoru odváděny vakuovým systémem při teplotě cca 32 °C. Licenční smlouva k výsledku nebyla prozatím uzavřena.

Economical parameters

Hlavním přínosem instalace provozuschopného prototypu přímého kondenzátoru je možnost ověřování teoretických předpokladů o funkčnosti, spolehlivosti a účinnosti technologie pro kondenzaci brýdových par z vícestupňových odparek. Unikátní prototyp odpovídá parametrům menší plně provozní jednotky a jako takový je schopný poskytnou širokou paletu velice cenných poznatků a zkušeností. Lze očekávat, že přenos poznatků z provozu prototypu na plnoprovozní jednotky může snížit celkové investiční náklady na zahušťovací technologii až o 30 %. Příjmy z komerčního využití pro VUT v Brně (zakázková experimentální činnost, prodej know-how) lze nyní složitě předvídat. V případě komerční realizace výsledku bude VUT cílit na 5% marži z celkové ceny instalace.

Application category by cost

—

Owner IČO

00216305

Owner name

Vysoké učení technické v Brně

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Licence fee requirement

Z - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje v některých případech licenční poplatek

Web page

—