Выпарной аппарат
Иллюстрации
Реферат
С. И. Ткаченко, К. С. Демец, В. 3. Глоба, Б. А. Дехтерман, Ю. K Пинчук, В. Г. Мормитко, А. А. Шмидт и А. И. Аскинази (72) Авторы изобретения
1 --------, Винницкий политехнический институт (7() Заявитель (54) ВЫПАРНОЙ АППАРАТ
Изобретение относится к вертикальным выпарным аппаратам непрерывного действия с естественной циркуляцией и может быть использовано в выпарных установках пищевой, химической и дру-. гих отраслей промышленности для упа- S ривания сильно пенящихся растворов, например мыльной воды.
Известны вертикальнотрубные выпарные аппараты с естественной циркуляцией со встроенными и выносными греющими камерами с ловушками и сепаратором, пленочные и роторно-пленочные, с кипением на наклонной поверхности и тарельчатые. При упаривании вязких растворов, образующих при кипении устойчивую пену, производительность их сильно ограничена и не обеспечивается очистка от пены вторичного пара.
Известен испаритель пенообразую. 20 щих (моющих) веществ, представляющии . собой цилиндрический вертикальный корпус с установленной в нем центральной трубой, к которой прикреплены испарительные тарелки с глухими двойными днищами. К полости их через трубу с отроСтками подведен греющий пар. Аппарат имеет развитое зеркало испарения, что благоприятно отражается на сепарации вторичного пара (11. . Недостатком этого аппарата является сложная и металлоемкая конструкция ° Кроме того, производительность его ограничена.
Наиболее близким к предлагаемому является многокорпусный выпарной аппарат, содержащий вертикальный корпус, установленные в нем одна над другой вертикальные трубчатые греющие камеры, осадительный сепаратор, расположенный между греющими камерами.
Паровая камера соединена с сепарационным пространством диффузорной трубой, прикрытой сверху крышкой так, что между верхним торцом трубы и крышкой образуется кольцевая щель. Верхняя часть сепарационного прбстранства нижнего .корпуса соединена пароперепуск«
88253 ной трубой с межтрубным пространством греющей камеры верхнего корпуса, а нижняя его часть (ванна) — сифонной трубой с жидкостной камерой верхнего корпуса. 5
При работе установки парожидкостная смесь выходит из диффузорной тру-. бы по кольцевой щели в виде зонтообраэной поверхности в сепарационное пространство, что обеспечивает хоро- 1О шие условия сепарации. Осушенный вторичный пар из верхней части сепарационного пространства по пароперепускной трубе направляется в межтрубное пространство греющей камеры верхнего 15 корпуса, где конденсируется, а отсепарированная жидкость, собирающаяся в ванне сепарационного пространства, поднимается но сифонной трубе в жидко,стную камеру верхнего корпуса и посту- пает на.испарение в трубы греющей камеры )2j
Однако при упаривании сильно пеня, щихся жидкостей устойчивая мелкоячеистая пена не разрушается.в кольцевой 55 щели и накапливается в объеме сепарационной камеры. На выходной кромке щели происходит вторичная генерация пены. Сепарационное пространство заполняется, наступает барботажный режим.. С паром уносится вся образующаяся при кипении пена.
Цель изобретения — интенсификация теплообмена при упаривании пенящихся жидкостей и разрушение пены, эа счет нагревания пены упаренной жидкости.
Поставленная цель достигается тем, что в выпарном аппарате, содержащем вертикальный корпус, установленные в нем одна над другой вертикальные труб40 чатые греющие камеры, осадительный сепаратор, расположенный между греющими камерами, греющие камеры установлены на расстоянии относительно корпуса с образованием кольцевых опускных каналов, при этом верхний канап снабжен
45 снизу заглушкой и штуцером для отвода пены.
Кроме того он снабжен циклонами, подключенными к верхней греющей камере.
На чертеже изображен предлагаемый 50 аппарат, общий вид.
Выпарной аппарат выполнен в виде вертикапьного цилиндрического корпуса
1 с. установленными в нем вертикальными трубными подвесными греющими каме- 55 рами 2 и 3, мжду которыми расположен осадительный сепаратор 4 предваритель» ной сепарации. По торцам корпуса расб ф положены нижняя жидкостная камера 5 верхняя жидкостная камера 6. Нижняя греющая камера 2 образует с корпусом
1 аппарата кольцевой циркуляционный канал 7, соединяющий сепаратор 4 с нижней жидкостной камерой 5. Такой ж1 закрытый снизу кольцевой канап 8 образован между корпусом 1 и верхней греющей камерой 3. Канал 8 снабжен снизу заглушкой 9 и штуцером 10 для отвода вторичного пара.
Выпарной аппарат снабжается двухступенчатыми циклонами 11 для разрушения пены и ловушкой 12 для очистки пара от капельного уноса. Опускной трубой 13 ловушка соединена с нижней
1 жидкостной камерой 5.
Выносной двухступенчатый циклон 11 включает трубы 14 внутреннего циклона первой ступени сепарации, в которую тангенциально вварены штуцеры 15 для подачи в циклон вторичного кара с пеной. Внутренняя труба 14 циклона установлена концентрически в наружной трубе 11 и опирается на крестовину 16.
На верхнем ее конце установлен спиральный завихритель 17 циклона второй ступени сепарации. Штуцеры 15 соединены со штуцерами 10,установка которых в нижней части кольцевого канала 8 обеспечивает рациональное взаимное расположение циклонов 11 относительно корпуса 1. Опускная труба 18 соединяет циклон с жидкостной камерой 5.
Для отвода пара иэ циклона 11 в ловушку 12 предназначена труба 19, Для подвода греющего пара к поверхности нагрева аппарата установлены штуцеры
20,а для отвода конденсата и конденсирующихся газов - штуцеры 21 и 22.
Штуцеры 23 и 24 предназначены, соответственно, для подачи и отвода раствора, Аппарат работает следующим образом.
Жидкость, подлежащая упариванию, подается через штуцер 23 в нижнюю камеру. 5. В трубах нижней греющей камеры 2 происходит кипение жидкости.
Парожидкостный поток выходит в осадительный сепаратор 4, в котором происходит. отделение от него невспенной части жидкости, возвращающейся по циркуляционному. каналу 7 в жидкостную камеру 5. Устойчивая пена из осадительного сепаратора 4 поступает в трубы верхней греющей камеры 3, в. которых из нее выпаривается часть жидкости и происходит частичное разруше5 8825 ние пены. Эти процессы продолжаются также при прохождении потока по кольцевому каналу 8 °
На входе в штуцер 10 его паросодержание значительно превышает паросодержание устойчивой пены. Под действием большой скорости в штуцерах 15, центробежных сил н взаимодействия со стенками трубы )4 циклона происходит разрушение пены и эффективная сепара- 10 ция. Пар с небольшой примесью пены поступает на завихритель 17 второй ступени сепарации, где полностью очищается.
На выходе из циклона он может содер-И жать только капли жидкости, от которых освобождается в ловушке 12. Отсепари-. рованная жидкость по трубкам 18 и 13 отводится в жидкостную камеру 5.
Отделение от парожидкостного по- 26 тока жидкости в осадительном сепараторе и выпаривание ее из пенной структуры сильно снижает плотность поступающего на циклон потока и гидравлическое сопротивление циклона. Это поз- 2$ воляет повысить скорость в проточной части циклона до необходимой цля разрушения пены величины и обеспечить эффективную сепарацию, повысить действительный температурный напор. Выполие- ЗВ ние поверхности нагрева в.виде двух греющих камер и наличие между ниии осадительного сепаратора позволяет организовать теплогидродинамический режим, благоприятный для теплообиена в обеих греющих камерах при упаривании сильнопенящихся растворов, имеющих большую вязкость.
Иэобретение обеспечивает воэможность упаривания сильно пенящихся растворов в промышленных условиях с приемпеиыии технико-экономическими показателями.
Формула изобретения
1. Выпарной аппарат, содержащий вертикальный корпус, установленные в нем одна над другой вертикальные труб" чатые греющие камеры, осадителывий сепаратор, расположенный между греющими камерами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации теплообмена при упаривании пенящихся-. жидкостей за счет нагревания пены упаренной жидкости, греющие камеры установлены на расстоянии относительно корпуса с образованием кольцевых опускных каналов, при этом верхиий канал снабжен снизу заглушкой и штуще" ром для отвода пены.
2. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью разрушения пены, он снабжен, циклонаии, подключенныии к верхней греющей камере.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
l. Авторское свидетельство СССР
9 122088, кл. В 01 D 1100, 19б9.
2. Патент Германии В 220485, кл. 12 а 2, 1970.
882536
Заказ 10033/б
Тираж 709 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель Е. Сотникова
Редактор Г. Кацалап Техред И.Гайду Корректор Г. Огар