Патент ссср 826199
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскмк
Соцналнстнческнк
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()826199 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.03.79 (21) 2745903/29-12 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл з
F 28 G 9/00
Гасударственный комитет (53) УДК 621.187..39 (088.8) Опубликовано 30.04.81. Бюллетень № 16
Дата опубликования описания 05.05.81 пю делам иэебретеиий и открытий с
В. Д. Лазарев и С. М. Гребенюк (72) Авторы изобретения
Московский ордена Трудового Красного Зй институт пищевой промышленност
1 гический (73) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕИ ПОВЕРХНОСТИ
ТЕПЛООБМЕННИКОВ ОТ ОТЛОЖЕНИЙ
Изобретение относится к пищевой промышленности и предназначено для использования в пленочных выпарных аппаратах сахарного производства.
Известен способ очистки поверхности теплообменников от отложений, который проводят путем ее термической обработки в выпарных аппаратах.
Очистку выпарных аппаратов производят путем поочередного охлаждения рабочего раствора ниже температуры кипения и последующего его кипячения. При возобнов- 1о ленни обогрева жидкость в зоне контакта поверхности нагрева и отложений испаряется, резко увеличиваясь в объеме, что приводит к очистке поверхности (1).
Недостатком этого способа является то, 1Б что для его осуществления необходимо прекращать обогрев поверхности теплообмена.
Это приводит к снижению производительности выпарного аппарата и нарушению технологического режима работы оборудования при обогреве его вторичным паром выпарного аппарата.
Цель изобретения — обеспечение возможности очистки без прекращения технологического процесса и сокращение времени очистки.
Поставленная цель достигается тем, что охлаждение раствора осуществляют путем снижения давления пара внутри теплообменника и последующего увеличения количества раствора внутри. теплообменника.
За счет уменьшения сопротивления на пути движения вторичного пара, уходящего из соковой камеры, понижают его давление в ней. Возникшая разность давления вторичного пара под слоем раствора в кипятильной трубе и над ним в соковой комере уравновешивается высотой столба раствора, скопившегося в соковой камере при нарушении равновесия. При повышении в соковой камере давления вторичного пара равновесие в ней нарушается, и раствор под действием столба с большой скоростью стекает в кипятнльную трубу. За счет возросшей в несколько раз плотности орошения при неизменном расходе греющего пара происходит понижение температуры поверхности теплообмена. Плотность орошения устанавливается такой, что процесс парообразования на поверхности теплообмена прекращается, и жидкость проникает в поры отложений. Пос826!99 ле стекания скопившейся в соковой камере порции раствора и установления прежнего равновесия происходит интенсивное вскипание жидкости в зоне контакта поверхности нагрева и отложений, что приводит к нарушению связи между частицами отложений.
При повторении операции движущаяся с большой скоростью жидкость производит механическое разрушение и смыв отложений с поверхности теплообмена. слоем отложении и в их порах происходит не интенсивно, то разрушающего эффекта не будет. Пар спокойно проходит через поры, не нарушая связи между отдельными слоями отложений. Механическое воздействие жидкости, стекающей с большой скоростью по поверхности теплообмена оказывается недостаточным, чтобы разрушить эту связь. Обеспечить интенсивное вскипание жидкости в тонкой пленке можно либо за счет подвода больших тепловых потоков к поверхности нагрева, либо за счет поступления в кипятильную трубу жидкости, нагретой до температуры кипения.
Предлагаемый способ осуществлен в пленочной выпарной установке, предназначенной для сгущения сахарных растворов. Тем10
Предлагаемый способ без дополнительных затрат может быть использован в пленочных выпарных аппаратах, имеющих HBпорное движение жидкости через оросительное устройство и отвод вторичного пара через соковую и сиропные камеры аппарата.
Использование этого способа дает наибольший эффект в том случае, когда образовавшаяся на поверхности теплообмена накипь имеет рыхлую структуру, а жидкость проникает в поры отложений при понижении температуры поверхности нагрева. Интенсивное парообразование жидкости в зоне контакта накипи с поверхностью нагрева в порах отложений обеспечивает разрушающий эффект. При интенсивном кипении жидкости пар не успевает пройти через поры накипи и образует дополнительные поры в отложениях, нарушая сцепление отдельных частиц накипи между собой и с поверхностью нагрева. Если удерживаемый на поверхности нагрева за счет сил адгезии слой накипи име ет плотную структуру, то в этом случае выкристаллизовавшийся слой отложений разрушить не удается. Для этого случая характерно разрушение связи между отдельными слоями, связанными силами когезии, менее прочными, чем силы адгезии. Зффект в этом случае от применения предлагаемого способа может быть достигнут при более частом повторении операции. Обычно удерживаемый силами адгезии на поверхности нагрева слой отложений имеет ничтожную толщину, поэтому оказывает незначительное 40 сопротивление теплопередаче. Если парообразование на поверхности нагрева под пературный режим работы установки приведен в табл. 1.
В установке вторичный пар отводится через соковую и сиронную камеры аппаратов. При указанном температурном режиме с учетом понижения давления вторичного пара при прохождении ее через кипятильную трубку сверху вниз и в пароотводящей трубе достигается разность давления вторичного пара под оросительным устройством в кольцевом зазоре и над распределительным диском.
Разность давления вторичного пара, уравновешивающий ее столб жидкости на трубной решетке с учетом плотности раствора и кольцевой зазор в оросительном устройстве приведены в табл. 2
При полном открытии клапана на трубопроводе, соединяющем соковую камеру предыдущего корпуса с греющей камерой последующего корпуса, давление вторичного пара в соковой камере уменьшается и практически становится разным давлению пара в греюгцей камере последуюшего корпуса.
При нарушении равновесия вторичный пар устремляется в кольцевой зазор кипятильной трубки, препятствуя стеканию в нее раствора. При постоянном притоке раствора в соковую камеру происходит его накопление на трубной решетке. Ооразуюшийся
r>ðH этом столб жидкости уравновешивает разность давления вторичного пара под слоем раствора в кольцевом зазоре и в соковой камере над раствором. При закрытии клапана и установлении в соковой камере прежнего давления вторичного пара равновесие нарушается и под действием столба раствор с большой скоростью стекает в кипятильную трубку.
В табл. 3 приведена образующая разнос.гь дав,.сННН вторич:- ого пара в кольцевом зазоре оросительного устройства и в соковой камере, а также высота столба раствора ура вновеш ива ющая ее.
Такое увеличение плотности орошений при неизменном количестве греющего пара, поступающего в паровую камеру, приводит к понижению температуры стенки за счет кратковременного снижения его давления при интенсивной конденсации, вызванной подводом большого количества тепла к стекающей пленке. После стекания скопившейся в соковой камере порции раствора температура стенки быстро повышается до прежнего значения, а оставшаяся на стенке кипятильной трубы жидкость интенсивно вскипает, производя при этом разрушающее действие в порах накипи. Повторение операции приводит к смыву отложений с поверхности нагрева. Для повышения эффекта очистки
826199 теплопередачи аппарата до 30 /о, снизить металлоемкость и расход пара, повысить производительность установки при отсутствии остановки на чистку поверхности нагрева.
Та блица 1 ус
Параметры
0,292 0,230 0,184 0,141
132 124 1 17,2 109
0,237 О, 190 О, 146 0,08
110
118
0,2375 О, 195 О, 150 0,086
125,1 118,7
Таблица 2
Корпус
Параметры
Л 1
0,006 0,006 0,0055 0,0075
Кольцевой зазор, м плотность орошения может быть увеличена еще больше путем перепуска греющего пара в соковую камеру аппарата.
Использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить коэффициент
Давпение греющего пара, мПа
Температура греющего пара, С
Давление вторичного пара в соковой камере, мПа
Температура вторичного пара в соковой камере, о С
Давпение вторичного пара в сиропной камере, мПа
Температура вторичного пара в сиропной камере, С
Разность давпения, мПа
Высота столба раствора на трубной решетке, м
0,057
-з
2 10
0,05 0,05
3 10 4 10
0,053
5 10
826199
Табл ица 3
Параметры
Разность давления, мПа
0,67
0,55
0,45
0,48 для корпусов:
1,52 10 — — 5,22
2,91 10" первого
2,05 ° 10
193 10 второго
2,45 10
1,18 10 третьего
3,15 10
1,25 10" четвертого
Формула изобретения
Составитель В. Датько
Редактор Н. Безродная Техред А Бойкас Корректор В. Бутяга
Заказ 2430/53 Тираж 706 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Высота столба раствора на трубной решетке, м
П лотнос ть оро ш ения увел ичится
Способ очистки внутренней поверхности теплообменников от отложений, преимущественно выпарных аппаратов, путем поочередного охлаждения рабочего раствора ниже температуры кипения и последующего его кипячения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности очистки без прекращения технологического процесса и сок0,007 0,006 0,005 0,006 зк ращения времени очистки, охлаждение раствора осуществляют путем снижения давления пара внутри теплообменника и последующего увеличения количества раствора внутри теплообменника.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Вилянский И. Л. Борьба с накипью в выпарных аппаратах. М., Пищепромиздат, 1955, с. 1! — 13, 48 — 49.