CS205713B1

CS205713B1 - Method of preventing the entrainment of the heat carry-ing medium by the direct heat exchange and device for executing the same

Info

Publication number: CS205713B1
Application number: CS97079A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Kotisek; Jan Cerny; Jaroslav Kraft
Original assignee: Jaroslav Kotisek; Jan Cerny; Jaroslav Kraft
Priority date: 1979-02-13
Filing date: 1979-02-13
Publication date: 1981-05-29

Description

Vynález se týká způsobu, zamezení strhávání teplonosného media při přímé výměně tepla a zařízení k provádění tohoto způsobu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for preventing entrainment of a heat transfer medium in direct heat exchange and to an apparatus for carrying out the method.

Jsou známy způsoby přímé výměny tepla mezi dvěma kapalinami, kde se teplonosné medium přivádí přímo do zpracovávané kapaliny, případně se zpracovávaná kapalina přivádí nad, nebo pod hladinu specificky lehčího teplonosného media a k těmto procesům i příslušná zařízení. Těchto způsobů a zařízení se užívá zejména při kontinuálních krystalizacích vymrazpváním, jak jsou ku příkladu popsány v československém autorském osvědčení 98 465» dle něhož se vymrazovaná kapalina přivádí nad hladinu specificky lehčího teplonosného media, shromažďujícího se v horní části krystalizačního prostoru, nebo v československém autorském osvědčení 157 316, kde se zpracovávaná-kapalina uvádí do teplonosného media pod jeho hladinou, nebo do krystalizační lázně, případně k přívodu teplonosného media do krystalizační lázně.Methods of direct heat exchange between two fluids are known, wherein the heat transfer medium is supplied directly to the process liquid, or the process liquid is supplied above or below the surface of a specifically lighter heat transfer medium and associated processes. These methods and apparatuses are used in particular in continuous freeze-thawing crystallizations, as described, for example, in Czechoslovakian copyright certificate 98 465, according to which the liquid to be frozen is supplied above the surface of a specifically lighter heat transfer medium collected at the top of the crystallization space. 157,316, wherein the process fluid is introduced into the heat transfer medium below its level, or into a crystallization bath, optionally to supply the heat transfer medium to the crystallization bath.

Aby se zamezilo usazování krystalů na plochách krystalizátoru, je spodní část krystalizérotu opatřena míchadlem o malém počtu otáček, například 5 ot/min. V důsledku pohybu krystalizační směsi zhoršují se podmínky oddělování teplonosného media od vymrazované směsi. Nedokonalé oddělování teplonosného media způsobuje, že se směsí vytvořených krýstalů a matečného louhu odchází i část teplonosného media a to jak při 'mál205713In order to prevent crystal deposition on the surfaces of the crystallizer, the lower portion of the crystallizer is provided with a low speed stirrer, for example 5 rpm. As a result of the movement of the crystallization mixture, the conditions for separating the heat transfer medium from the freeze mixture become worse. The imperfect separation of the heat transfer medium causes a portion of the heat transfer medium to leave with the mixture of crystals and mother liquor formed, both at a low level of 205713

205 713 ním, ale zejména pak při neustálém průběhu vymrazovacího procesu, čímž jednak vznikají značné ztráty na taplonosném mediu a jednak technologické potíže při dalším zpracování matečného louhu a krystalů.205 713, but in particular during the continuous process of the freeze-drying process, which, on the one hand, causes considerable losses in the tapestry medium and, on the other hand, technological difficulties in the further processing of the mother liquor and crystals.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob zamezení strhávání teplonoaného media při přímé výměně tepla a zařízení k provádění tohoto způsobu podle vynálezu·The aforementioned drawbacks are eliminated by the method of preventing the entrainment of the heat-carrying medium during direct heat exchange and the apparatus for carrying out the method according to the invention.

Podstatou způsobu podle vynálezu je, že se v dolní části teplosměnného prostoru nedefinované proudění směsi zpracovávaného media a strženého teplonoaného media přivede na ovládaný pístový tok náhlou změnou rychlosti a směru toku tím, že ae neusměrněný tok vede proti pevné překážce tak, že Seynoldsovo číslo výsledného toku je menší než . IO².The essence of the method according to the invention is that in the lower part of the heat exchange space an undefined flow of the mixture of treated medium and entrained heat-carrying medium is brought to the controlled piston flow by suddenly changing the flow velocity and direction. is smaller than . IO ² .

Podstatou zařízení podle vynálezu, opatřeného míchadlem a rozdělovačem teplonosného media je, že mezi míchadlem a rozdělovačem teplonoaného media ja uspořádán usměrňovač toku, tvořený svislými, nebo/a šikmými, rovnými, nebo/a zakřivenými plochami, uspořádanými tak, že tvoří souvislé průtočné profily· Usměrňovač toku může být proveden i tak, že plochy tvořící průtočné profily ae mohou protínat. Usměrňovač toku může být proveden i tak, že horní hrany ploch mohou být tvarově upraveny, například zkoseny.The device according to the invention, provided with a stirrer and a heat transfer medium distributor, is provided between the stirrer and the heat transfer medium distributor with a flow director consisting of vertical and / or inclined, flat and / or curved surfaces arranged to form continuous flow profiles. The flow baffle can also be designed such that the surfaces forming the flow profiles ae can intersect. The flow baffle can also be designed such that the upper edges of the surfaces can be shaped, for example, chamfered.

Usměrňovače toku jsou vyrobeny z materiálu, zabraňujícího usazování 'krystalů na plochách, například z polypropylenu.The flow rectifiers are made of a material that prevents crystal from depositing on surfaces such as polypropylene.

Způsob á zařízení podle vynálezu mají tyto výhody: Usměrněním toku a jeho převedením z nedefinovaného,proudění na definované pístové prouděni je jednak zamezen nežádoucí vliv mícháni a jednak jsou vytvořeny vhodné hydromechanické podmínky k dokonalejšímu oddělování teplonoaného media od zpracovávané směsi· Tím je zabráněno jednak ztrátám na taplonosném mediu, jednak technologickým potížím při delším zpracování směsi.The method and the apparatus according to the invention have the following advantages: By directing the flow and transferring it from an undefined flow to a defined piston flow, both the mixing effect is avoided and suitable hydromechanical conditions are created to better separate the heat transfer medium from the process mixture. taplonosného medium, and technological difficulties in the long processing of the mixture.

Na připojeném výkresu je na obr. 1 v řežu rovinou podélné oay příklad provedení zařízeni podle vynálezu jako spodní čéat zařízení pro kontinuální krystalizací vymrazováním a na obr. 2 usměrňovač toku v řezu AA. Kryatallzátor 1 je opatřen va spodní části míchadlem 2 a rozdělovačem X teplonoaného media. Mezi rozdělovačem 2 teplonosného media a míchadlem 2 je uspořádán usměrňovač toku 4 v uvedeném příkladě tvořený rovinnými, vzájemně ae v pravém úhlu prostupujícími plochami 41. tvořícími svislé pravoúhlé průtočné profily £2.In the accompanying drawing, FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of the device according to the invention as a bottom plate of a continuous freeze-crystallization device; and FIG. 2 shows a flow rectifier in section AA. The crystallizer 1 is provided at the bottom with a stirrer 2 and a distributor X of the heated medium. Between the heat transfer medium distributor 2 and the stirrer 2 there is arranged a flow baffle 4 in this example formed by planar, mutually and at right angles, intersecting surfaces 41 forming vertical rectangular flow profiles 42.

PříkladExample

Příklad provedení apůaotni podle vynálezu je ukázán na krystalizací tetrahydrátu dusičnanu vápenatého z roztoku vzniklého rozkladem kělcinovaného fosforitu Maroko kyselinou dusičnou. Krystelizaca je prováděna v krystalizátoru 1 o průměru účinné části 3 m a vzdálenosti spodní hrany rozdělovače 3, teplonoaného media od horní hrany míchedlaAn exemplary embodiment of the present invention is shown by the crystallization of calcium nitrate tetrahydrate from a solution formed by the decomposition of the cross-linked phosphate of Morocco with nitric acid. The crystallization is carried out in a crystallizer 1 having a diameter of the active part of 3 m and a distance of the lower edge of the distributor 3, of the heat transfer medium from the upper edge of the stirrer.

1 m, opatřeného mezi rozdělovačem 2 teplonosného media a míchadlem 2. usměrňovačem toku £· Usměrňovač toku £ je tvořen svisle položenými navzájem kolmými*a protknutými deskami £1 z polypropylenu o výšce 0,3 m. Vzdálenost mezi deskami £1 je 0,1 m a systém desek 41 tvoří pravidelný rošt kolmý ke svislá oee krystalizátoru J. a průtočnými profily / .1, provided between the heat transfer medium distributor 2 and the stirrer 2. The flow regulator 6 is formed by vertically placed mutually perpendicular * and interwoven plates of polypropylene of 0.3 m height. The distance between the plates 1 is 0.1. and the plate system 41 forms a regular grid perpendicular to the vertical oee of the crystallizer 1 and through the flow profiles.

205 7205 7

IP rovnoběžnými se svislou 'osou krystalizátoru 1. Spodní hrana usměrňovače loku £ ja Vzdálena 0,4 a od horní hrany míchadla 2. Usměrňovač toku £ ja ha obvodu krystalizátoru upevněn, takže je zabráněno jeho svislému i vodorovnému pohybu. Během krystalizace by lo sladováno množství teplonoaného media strženého do krystalické suspenze, a porovnáno s totožným procesem v krystalizátoru bez usměrňovače. —IP parallel to the vertical axis of the crystallizer 1. The lower edge of the locator is at a distance of 0.4 and from the top of the stirrer 2. The rectifier is fixed to the periphery of the crystallizer so that its vertical and horizontal movement is prevented. During crystallization, the amount of heated medium entrained in the crystalline suspension would be malted and compared to the same process in a crystallizer without a rectifier. -

Zatímco v krystalizátoru bez usměrňovače je únos teplonoaného media 10 kg ne 1 t krystalické suspenze, v krystalizátoru s usměrňovačem podle vynálezu je únos teplonosné ho media 3 kg na 1 t krystalické suspenze, tj. pouze 30 % z původního množství..While in the crystallizer without rectifier, the take-up of the heated medium is 10 kg per 1 ton of crystalline suspension, in the rectifier crystallizer according to the invention, the heat transfer medium is carried over 3 kg per 1 ton of crystalline suspension, i.e. only 30% of the original amount.

Claims

A method for preventing entrainment of a heat transfer medium in direct heat exchange, characterized in that an undefined flow of a mixture of the process medium and entrained heat transfer medium is transferred in the lower part of the heat exchange space to a controlled piston flow by suddenly changing the speed and direction of flow. so that the Reynoldsονo number of the resulting stream is less than 1. 10.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, comprising a heat transfer medium distributor and a stirrer, characterized in that a flow baffle (4) consisting of vertical, or / and inclined, straight flow is arranged between the stirrer (2) and the heat transfer medium (3). or / and curved surfaces (41) arranged to form continuous flow profiles (42).

Device according to claim 2, characterized in that the upper edges of the surfaces (41) forming the flow baffle (4) are chamfered.

Device according to Claims 2 and 3, characterized in that the surfaces (41) forming the flow profiles (42). intersect each other.