Пленочный выпарной аппарат

Пленочный выпарной аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii 735267

Союз Советских

Социалистических респубики ЮЗАМИ. у у (61 ) ДопоЛнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.1 1.76 (21) 242 1810/23-26 (5! )М. Кл.

В 01 D 1/22 с присоединением заявки М твсудлрствннныл квмятвт

СССР но делам нзобретеннй н вткрытнй (53) УД К 66,048. .541.(088. 8) (23) Приоритет

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень %19

Дата опубликования описания 28.05.80

Э. И. Левданский, И. И. Гаврипенкова, А. И. Карпович, В. И. ЛавРУшко, И. М. Плехов, Г. И. Соловьев и В. А, Иванов (?2) Авторы. изобретения

Гродненское производственное объединение Азот им. С. О. Притьщкого (? I ) Заявитель (54) ПЛЕНОЧНЫЙ ВЫПАРНОЙ АППАРАТ

Изобретение относится к устройствам для проведения процессов пленочной выпарки растворов в нисходящем закручен-. ном прамотоке.

Известен выпарной аппарат для пленоч. ной выпарки растворов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, закрепленные в трубных досках нспарительйьте трубы,"размещенное в нижней растворной камере сепарационное устройство (1) .

В этом аппарате разделение парожидкостной смеси происходит за счет инерционных сил и сил тяжести, что являетса менее эффективным по сранению с центро- ls бежным разделением.

Известен также пленочный выпарной аппарат с нисходящим движением растbopa, содержащий вертикапьный цилиндрический корпус, внутри которого разме- 2о щепы закрепленные в верхйей и нижней трубвой решетках испарительньте трубы с пленкообразуюшими вставками, сепаратор, расположейньтй под нижней решеткой, установленный в нем обратный конус, .уй крепленный к нижней трубной решетке и размещенное под ним устройство для очистки вторичного пара, выполненное в виде расположенных по окружности изогнутых лопастей, образующих между собой тангенциальные щели,. патрубки дла подачи и отвода раствора и вторичного нара.

Разделение жидкости и пара осуществляется за счет центробежных can возникающих при, тангенциальном выходе газо-жицкостнаго потока из щелей и тангенциальном ударе потока о пилиндрическую стенку аппарата (2 .

Недостаток аппарата состоит в том, что жидкость из щелей вылетает с наро вым потоком в виде капель, и ури ударе о цилиндрическую стенку обраэовываютса мельчайшие капли, которые подхватываются уйлотненным у стенки паровым потоком и уносятса из аппарта.

7352

30

11ель изобретения — повышения эффективности разделения вторичного пара и раствора.

Эта цель достигается тем, что сепаратор снабжен,, отражательным элементом, s размещенным снаружи лопастей и выполнеяйым в виде усеченного конуса со спиральными направляющими на внутренней поверхности; между усеченным конусом и корпусом установлена прямоточноцентробежная сепарационная тарелка, а отношение среднего диаметра усеченного конуса к наименьшему диаметру обратного конуса составляет 2-2,5.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел Б на фиг. 1.

Выпарной пленочный аппарат содержит корпус 1, трубные доски 2 и 3, с жестко 20 Э закрепленными в них испарительными трубками 4, распределительное устройство а виде обечайхи 5 и вставок 6, установленных в верху испарительных трубок.

По длине труб 4 расположены спиральные завихрители 7.

Под нижней трубной доской 3 имеется обратный корпус 8, и размещенное под ним устройство для очистки вторичного пара выполне пюе в виде изогнутых лопастей 9, образующих тангенциальныешели 10. На выходе из них с зазоро% к стенке аппарата установлен отражательный элемент 11 в виде усеченного конуса, на внутренней поверхности которого имеются спиральные йаправляющие 12, направление вращения которых совпадает с направлением потока движения фаз из тангенциальных щелей 10, установленных под острым углом к поверхности конуса.

В зазоре. между конусом 8 и стенкой 13 сецарационной части аппарата размещена. многоэлементная прямоточно †центробежная сепарационная тарелка 14 с жестко

45 закрепленными на ней цилиндрическими патрубками 15, в нижней части которых установлены многолопаотные завихрители .16, а в верхней — отбойные колпачки 17. Отсепарированная жидкость

50 сливается вниз аппарате по трубе 18.

Предлагаемый аппарат работает следующим образом.

Исходный раствор поступает через патрубок 19 в верхнюю часть аппарата, перетекает через края обечайки5расте-. кае с:я по трубам испарителя и благода1 ря пленкообразуюшим вставкам 6 в виде

1 пленки движется по обогреваемым стен67 4 кам вниз. Образующиеся при упаривании раствора соковые пары вместе с раствором проходят спиральные завихрители 7 и приобретают вращательное движение.

Пленка жидкости прижимается к стенке испарительной трубы и, за счет касательных напряжений вращающегося парового потока, движется вниз по спирали, благодаря чему происходит упаривание раствора, Из испарительных труб парожид— костной поток поступает в обратный конус 8, имеющий двойное назначение.

Для создания Дополнительного сопротивления парожидкостному потоку, выходящему из периферийных трубок испарителя при переливе жидкости через края обечайки 5, в крайние трубы испарителя поступает больше раствора, чем в центральные, а при создании сопротив..ения в крайних трубах больше раствора поступает в центральные трубы и обеспечивает равномерность распределения жидкости по всем трубам.

Сужающийся конус позволяет увеличить скорость парожидкостного потока поступающего дальше на разделение в устройство для очистки 9 и проходя через тангенциальные щели 10, закру— чивается, центробежной силой отбрасы— вается на нисходящие направляющие 12 отрЯкательного элемента 11.

Эффективность разделения парожидкостного потока в поле центробежных сил зависит от скорости потока в тангенциальных щелях, чем выше скорости, тем лучше разделение. При чем величина скорости зависит от наименьшего диаметра обратного конуса.

Двухстадийная сепарация в поле центробежных сил обеспечивает надежное разделение фаз при высоких скоростях парожидкостного потока, что делает сепарционную часть аппарата компактной и не металлоемкой.

Паровой вращающийся поток после выхода из тангенциальных щелей теряет скорость, поднимается вверх и поступает в патрубки 15 прямоточно — центробежной тарелки, где происходит окончательная очистка паров от капель раствора. На входе в патрубки пар проходит многолопастные завихрители 16 и приобретает вращательное движение. При наличии в соковом паре капель раствора последние в поле центробежных сил отбрасываются на внутренние стенки патрубков и и виде пленки движутся вверх. На выходе из патрубков пленка раствора отсекает35267 b ченного конусов. В качестве основных параметров берется средний диаметр усеченного кон са и минимальный диаметр обратного конуса. Изменялось отношение в пределах 1,5-3,5.1. 1800

2. 1800

3. -1800

4. 1800

5. 1800 6. 1800

150

98,6 99,4 99,6

93,2

99,3 99,5

99,4 99,5

99,2 99,3

99,1 99,3

180

93,1 98,4

94,6 98,5 99,6 99,4

190

220

90;1

240

91,3 96,3 99,1 99,6 99,6

99,1

99,4 99,2

260

86,4 95,2 99

99,1

Из таблицы видно, что при соотноше- нии 2 — 2,5 наблюдается устойчивый режим сепарации фаз и ее эффективность составляет 99-99,8%. Увеличение соотноЗо шелия выше 2,5 существенного влияния на эффективность сепарации не оказывает, но ведет к увеличению диаметра аппарата, а следовательно к росту металлоемкости.

Наиболее оптимальным является отношение 2-2,5.

Исследования аппарата при упаривании раствора карбамида показывают, что в настоящем аппарате кроме высокой эффективности сепарации, при равномерности распределения раствора по трубкам и уменьшения времени пребывания жидкости в зоне нагрева, снижается разложение карбамида до биурета.

Формула изобретения

1. Пленочный выпарной аппарат с нисходящим движением раствора, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого размещены закрепленные в верхней и нижней трубной решетках

50 испарительные трубы с пленкообразуюшими вставками, сепаратор, расположенный под нижней решеткой, установленный в нем обратный конус, прикрепленный к нижней трубной решетке и размещенное под ним устройство для очистки вторичся отбойными колпачками 17 и патрубками направляется на тарелку 14-, откуда по сливной трубе 18 жидкость стекает вниз аппарата. Очищенные соковые пары проходят по центру отбойных колпачков и через штуцер 20 выводятся из аппарата.

Качество разделения зависит от геометрических размеров обратного и усеI

Результаты исследования пленочного выпарного аппарата. показаны в таблице.

98, 1 99,4 99,5 99,4 99,4 ного пара, выполненное в виде располокенных по окружности изогнутых лопас тей, образующих между собой тангенциальные щели, патрубки для подачи и отвода раствора и вторичного пара, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения вторичного пара и раствора, сепаратор снабжен отражательным элементом, размещенным снаружи лопастей и выполненным в виде усеченного конуса со спиралеобразными направляющими на внутренней поверхнос ти.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, он снабжен прямоточно-центробежной сепарационной тарел кой, установленной между усеченным конусом и корпусом.

3. Аппарат по п. 1, о т л я ч а юш и и с я тем, что отношение среднего диаметра усеченного конуса к наименьшему диаметру обратного конуса составляет 2-2,5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидегельство О.CP по заявке % 2354000/26, кл. В О1 Ь 1/22, 29.04.76.

2. Патент США N 2742083, кл. 159-1 3, 1 95 6.

Составитель Е. Сотникова

Реджстор Т. Киселева Техред М. Петко Корректор: N. Лароши

3azaa 2241/1 Тираж 809 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж-35, Раушскаа наб., д. 4/5

Филиал ЛПП "Патент, v. Ужгород, ул. Проектная, 4