CS210253B1

CS210253B1 - Firing and cooling facility for physical refining the materials

Info

Publication number: CS210253B1
Application number: CS749676A
Authority: CS
Inventors: Josef Quis; Vaclav Hradil; Otakar Beitl; Miroslav Topolanek
Original assignee: Josef Quis; Vaclav Hradil; Otakar Beitl; Miroslav Topolanek
Priority date: 1976-11-22
Filing date: 1976-11-22
Publication date: 1982-01-29

Description

Vynález se týká topného a chladicího zařízení pro fyzikální rafinaei látek k odstraňování nečistot nebo k dělení frakcí z látek o různých bodech tuhnutí postupnou frakční krystalizaci a odtavováním.The invention relates to a heating and cooling device for the physical refining of substances to remove impurities or to separate fractions from substances of different freezing points by gradual fractional crystallization and melting.

Dosud znátné zařízení pro fyzikální rafinaci, které plouží k odstraňování nežádou-; cích frakcí o nižším bodu tuhnutí při izolaci organických látek z olejů, například naftalenu, máji tělesa s vylisovanými svislými kanály stejného průřezu po celé výšce (několik desítek cm²). Rafinační jednotka se skládá z pěti částí, přičemž má každá část vnitřní obsahněkolik desítek litrů. Pří napájení a výměně topného a chladicího média je postupná rychlost média velmi nízká, pohybuje se v oblasti nuceného laminárního proudění. Také promíchání při změně média chladicího za topné není dobré a proje* vuje se v nízkém přestupu tepla vzhledem k rafinované látce. Rovněž jednotlivé kanály jsou plněný médiem nerovnoměrně, protože u všech svislých kanálů je na výstupu do sběracího kanálu provedeno stejné škrcení. Protože z jednoho rozváděcího kanálu v tělese je napájeno několik svislých kanálů (téměř dvě desítky), z nichž každý má jinou ztrátovou výšku, je nepříznivě ovlivněno rozdělení teploty po ploše celého tělesa. Horní a zadní část rafinačních těles se prohřjvá s velkým zpožděním a je příčinou velkých oasových konstant při stabilizaci teploty rafineru.The prior art physical refining apparatus used to remove unwanted; The lower fractionation fractions for the isolation of organic substances from oils, for example naphthalene, have bodies with pressed vertical channels of the same cross-section over the entire height (several tens of cm ² ). The refining unit consists of five parts, each part having an internal volume of several tens of liters. When supplying and replacing the heating and cooling medium, the gradual speed of the medium is very low, moving in the area of the forced laminar flow. Also, mixing when changing the coolant medium to the heating medium is not good and results in a low heat transfer with respect to the refined substance. Also, the individual channels are unevenly filled with the medium, since all vertical channels have the same choke at the outlet to the collecting channel. Since several vertical channels (nearly two dozen), each of which has a different loss height, are fed from one distribution channel in the body, the temperature distribution over the entire body surface is adversely affected. The upper and the rear of the refiner bodies heat up with a long delay, causing large time constants to stabilize the refiner temperature.

Výše uváděné nedostatky jsou odstraněny topným a chladicím zařízením pro fyzikální rafinaei látek podle vynálezu, jehož podstatou je provedení deskových článků s řadfu příčných kanálů o průřezu 1 až 5 cm², v| kterých se uskutečňuje proudění topnéhp nebo chladicího média. U jednotlivých deskových článků jsou do jejičh spodní části}zaústěny vstupní trubky a z jejich horní č|sti jsou v uhlopříoném směru ke vstupu výústěny výstupní trubky. Do všech vstupních trubek a výstupních trubek jsou v místech napojení na napájecí potrubí nebo na sběrné potrubí vestavěny škrticí clony s odsAipnovanými průřezy a dó všech deskových článků jsou ve sběrných kanálech před výústěním výstupních trubek vestavěny škrtili klapky.The above drawbacks are overcome by the physical refining heating and cooling device according to the invention, which is based on the design of plate elements with a series of transverse channels with a cross-section of 1 to 5 cm ² , v | in which the heating or cooling medium flows. In the case of individual plate members, the inlet ducts extend into the lower part thereof and the outlet ducts are in a diagonal direction to the inlet of the outlet duct. All inlet pipes and outlet pipes are fitted with throttle orifices at the points of connection to the supply pipe or manifold, and dampers are fitted in the collecting ducts in the collecting ducts prior to the outlet of the outlet pipes.

fPoužitím příčných kanálů malých průřezů ve směru proudění topného či chladicíhp média Uvnitř deskových článků, vířením média na Hranách příčných kanálů a použitíjh vyšších rychlostí proudění přechází piouděmí do oblasti nucené turbulence média, což má pozitivní vliv na přestup tepla, vf stavěním škrticích klapek do sběrných kfnálů před výstupem média z deskových člunků se dosahuje zvýšení hydraulického otjporu deskových článků, a tím zlepšeného promíchání při výměně ohřívacího média za chladicí médium a naopak. Tím, že jsou deskové články o malém vnitřním objemu opatřeny vstupem ve spodní části, úhlopříčně vůči výstupu v horní části, se dociluje velmi příznivého a rovnoměrného rozdělení teploty po ploše celého deskového článku. Rozdělením napájení do výše odběrů a odstupňovaným škrcením clonkami na vstupech do spodních částí deskových článků se dosahuje přívodu stejného množství média pro každý deskový článek. Rovněž odběr z každého deskového článku má odstupňované škrcení clonkami, které též zabraňují zpětné cirkulaci média.f Using small cross-sectional channels in the flow direction of the heating or cooling medium Inside the plates, swirling the media at the edges of the transverse channels and using higher flow rates, the pulses pass into the forced fluid turbulence area. prior to the outlet of the plate shuttle, an increase in the hydraulic support of the plate members is achieved, thereby improving mixing when the heating medium is replaced by a cooling medium and vice versa. By providing the plate cells of small internal volume with an inlet in the lower portion, diagonally with respect to the outlet in the upper portion, a very favorable and uniform temperature distribution over the surface of the entire plate member is achieved. By dividing the power supply to the offsets and by staggering the orifice plates at the inlets to the bottom sections of the plate cells, the same amount of medium is supplied to each plate cell. Also, the withdrawal from each plate cell has staggered throttle orifices that also prevent backflow of the medium.

Na přiložených výkresech je znázorněno konkrétní provedení jedné sady topného a chladicího zařízení pro fyzikální rafinaci látek podle vynálezu. Uspořádání sady je patrno na obr. 1 v pohledu, na obr. 2 v řezu A—A a na obr. 3 je nakreslen detail vstupních a výstupních trubek se škrticími clonkami. Šipkami je znázorněno proudění topného nebo chladicího média.The accompanying drawings show a specific embodiment of one set of heating and cooling equipment for physical refining of the substances according to the invention. The arrangement of the set is seen in Fig. 1 in a view, Fig. 2 in section A-A, and Fig. 3 shows a detail of the inlet and outlet pipes with throttle orifices. The arrows show the flow of heating or cooling medium.

Praktické konstrukční provedení sady topného a chladicího zařízení pro fyzikální rafinaci látek podle vynálezu je následující. K napájecímu kanálu, který je součástí rafinační vany, je připojena vlastní sada rafinačního zařízení prostřednictvím napájecího potrubí a sběrného potrubí 5. Z napájecího potrubí vycházejí vstupní trubky 2, které jsou zaústěny do spodní části deskových článků 1. Deskové články 1 mají příčné pirolisy, které umožňují víření, jsou svařeny po obvodě švově odporově a mezi prolisy bodově. Úhlopříčně vůči vstupu vyúsťují iz deskových článků 1 výstupní trubky 3, které vedou do sběrného potrubí S. Ve vstupních trubkách 2 a výstupních trubkách 3 jsou vestavěny škrticí clony 7, 8 s odstupňovanými průřezy. Rovněž ve vlastních deskových článcích 1 jsou ve sběrných kanálech před výstupem média vestavěny škrticí klapky 6. Celá rafinační sada je v ocelovém rámu 4, v jehož spodní části je děrovaný plech 9 dotýkající se těsně spodních okrajů jednotlivých deskových článkůThe practical construction of the set of heating and cooling equipment for physical refining of the substances according to the invention is as follows. A separate set of refining equipment is connected to the supply channel, which is part of the refinery, via the supply line and manifold 5. From the supply line, the inlet pipes 2 exit into the lower part of the plate elements 1. The plate elements 1 have transverse pirolises which enable swirling, they are resistively welded on the circumference and spot-welded between the seams. Diagonally with respect to the inlet, also outlet plates 3 extend from the plate members 1, which lead into the collecting pipe S. Inlet pipes 2 and outlet pipes 3 are built in throttling orifices 7, 8 with graduated cross-sections. The entire refining set is in a steel frame 4, in the bottom part of which there is a perforated sheet 9 touching the lower edges of the individual plates.

1. Vzdálenosti jednotlivých deskových článků 1 v rafipační sadě a jejich propojení s napájecím potrubím a sběrnými potrubím 5 je předem propočteno a stanoveno s ohledem na provozní technologii rafinované látky.1. The distances of the individual plate elements 1 in the refinery set and their interconnection with the feed line and the manifold 5 are pre-calculated and determined with respect to the operating technology of the refined substance.

Topné a chladicí zařízení pro fyzikální rafinaci látek podle vynálezu lze s úspě-; chem použít pro chemické procesy, při kterých se oddělují od výrobků jiné frakce nebo nečistoty postupnou krystalizací a odtavováním probíhajícím na vnějších stěnách deskových článků. Do velkoobjemových van naplněných surovinou (až 70 tun) se může vložit potřebné množství topných a chladicích zařízení v sadách, které jsou zpevněny rámovou konstrukcí a jsou tudíž snadno vyměnitelné. V takových vanách osazených zařízením podle vynálezu je možno rafinovat chemické látky jako například naftalen, antracen, ftalanhydríd a podobně. Vliv zlepšeného přestupu tepla se oproti použití stávajících rafinačních zařízení projeví ve vyšší výtěžnosti rafinované látky. Další významné výhody zařízení podle vynálezu jsou v celkově nižší váze, odpadá přídavný materiál pro sváření, neboť je použita technologie švového a bodového sváření. Dalším důsledkem využití této technologie sváření je prakticky vyloučení ložisek koroze, a tím dosažení větší těsnosti a provozní jistoty zařízení. Menší rozměr deskových článků a výhodnější poměr množství chladicího a topného média k výměnné ploše se projevuje ve snížení výrobních nákladů. Pro konstrukci deskových článků je nutno použít materiál, který je z hlediska zpracované látky nejméně korozivní, například měď, mosaz, hlubokotažný ocelový plech a padobně. Ostatní části rafinační sady jsou z běžně používaných konstrukčních prvků (trubky, profily) a z běžně užívaných materiálů.The heating and cooling device for the physical refining of the substances according to the invention can be successfully; Chem used for chemical processes in which other fractions or impurities are separated from the products by gradual crystallization and melting on the outer walls of the plate cells. In large-capacity bathtubs filled with raw material (up to 70 tonnes), the required amount of heating and cooling equipment in sets can be inserted, which are reinforced by a frame structure and are therefore easily replaceable. Chemical baths such as naphthalene, anthracene, phthalic anhydride and the like can be refined in such baths equipped with the device of the invention. The effect of the improved heat transfer will result in a higher yield of the refined substance compared to the use of existing refining plants. Further significant advantages of the device according to the invention are generally lower in weight, there is no need for welding consumables because seam and spot welding technology is used. Another consequence of using this welding technology is practically the elimination of corrosion bearings, thus achieving greater tightness and operational reliability of the equipment. The smaller size of the plate members and the more advantageous ratio of the amount of cooling and heating medium to the exchange surface translates into a reduction in production costs. For the construction of the plate members, it is necessary to use a material which is least corrosive in terms of the substance to be treated, for example copper, brass, deep-drawing steel sheet and a parallelogram. The other parts of the refining set are made of commonly used construction elements (tubes, profiles) and commonly used materials.

Claims

Heating and cooling equipment for the physical refining of substances for the removal of impurities or for the fractionation of fractions from substances of different freezing points by successive fractional crystallization and melting, characterized in that it consists of plate elements (1) with a series of transverse channels of 1 to 5 cm ² with the inlet tubes (2) at the bottom of the individual plate members (1) and the outlet tubes (3) in the diagonal direction towards the inlet at the bottom and all inlet tubes (2) and the outlet tubes (3) ) Throttle orifices (7) and (8) with graduated cross-sections are installed at the connection points to the supply pipe or manifold (5) and throttle valves (3) are installed in the manifolds before the outlet pipe (3) ends. 6).