FI85337C - DOPPROERSYSTEM. - Google Patents
DOPPROERSYSTEM. Download PDFInfo
- Publication number
- FI85337C FI85337C FI901690A FI901690A FI85337C FI 85337 C FI85337 C FI 85337C FI 901690 A FI901690 A FI 901690A FI 901690 A FI901690 A FI 901690A FI 85337 C FI85337 C FI 85337C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- gas
- tube
- liquid
- submersible
- tubes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
1 853371 85337
UPPOPUTKIKKOUPPOPUTKIKKO
Tämä keksintö kohdistuu uppohaihduttimeen, ja erityisesti sellaiseen uppohaihduttimeen, jonka uppoputken alaosa on korvattu keksinnön mukaisella, useammasta putkesta muodostetulla uppoputkikolla. Keksinnön mukaisen uppoputkikon etuna on erityisesti se, että sillä saadaan aikaan värähtelemätön ja tehokas haihdutus, ja siten se on sovelias metallisulfaattiliuosten ja sentapaisten haihdutuksessa ja kiteytyksessä.The present invention relates to a submersible evaporator, and in particular to a submersible evaporator in which the lower part of the submersible tube has been replaced by a submersible tube formed of several tubes according to the invention. The immersion tube according to the invention has the particular advantage that it provides vibration-free and efficient evaporation, and is thus suitable for the evaporation and crystallization of metal sulphate solutions and the like.
Uppohaihduttimella tarkoitetaan sellaista laitetta, jossa kuumia savukaasuja johdetaan haihdutettavan aineen pinnan alle.A submersible evaporator is a device in which hot flue gases are conducted below the surface of the substance to be evaporated.
Suorassa uppohaihdutuksessa annetaan uppoputkesta purkautuvien kuumien kaasujen kuplia nesteen läpi. Tällä tavalla on mahdollista aikaansaada erittäin tehokas lämmön- ja aineensiirto kaasuista käsiteltävään nesteeseen. Koska lämmönvaihtimia ei tarvita, eivät materiaalikysymykset tuota vaikeuksia. Tämän johdosta suoria uppohaihduttimia käytetään varsinkin sellaisissa metallurgisissa ja kemiallisissa prosesseissa, joissa syöpyvät olosuhteet aiheuttavat materiaalivaikeuksia, kuten voimakkaasti happamien liuosten lämmityksessä ja ha ihdutuksessa.In direct immersion evaporation, bubbles of hot gases discharged from the immersion tube are passed through the liquid. In this way, it is possible to achieve a very efficient heat and mass transfer from the gases to the liquid to be treated. Since heat exchangers are not required, material issues do not present difficulties. As a result, direct submersible evaporators are used especially in metallurgical and chemical processes where corrosive conditions cause material difficulties, such as heating and evaporation of strongly acidic solutions.
Uppohaihduttimissa uppoputki on tavallisesti sovitettu pystyasentoon, koska tällöin mahdollisimman pieni materiaalimäärä on suorassa kosketuksessa käsiteltävään nesteeseen.In immersion evaporators, the immersion tube is usually arranged in an upright position, because then the smallest possible amount of material is in direct contact with the liquid to be treated.
Ennestään tunnetaan lukuisia erilaisia uppohaihduttimia. Näissä on pyrkimyksenä yleensä ollut mahdollisimman 2 85337 pienikokoisten laitteiden aikaansaaminen investointikustannusten pienentämiseksi. Laitekoon pienentäminen aiheuttaa kuitenkin kaasujen purkauskohdan edellä olevan tilavuuden pienemisen ja tällöin vähäisetkin vaihtelut kaasun syötössä aiheuttavat suuria paineenvaihteluja uppoputkessa.Numerous different submersible evaporators are already known. In these, the aim has generally been to provide as many as 2,853,337 small-sized devices in order to reduce investment costs. However, reducing the size of the device causes a decrease in the volume above the gas discharge point, and even small variations in the gas supply cause large pressure fluctuations in the immersion pipe.
Uppoputkessa esiintyvät värähtelyt sekä siinä mahdollisesti roiskuvat nestepisarat rasittavat uppoputkea edeltäviä tiloja ja rakenteita yleensä.Vibrations in the submersible pipe, as well as liquid droplets that may splash in it, strain the spaces and structures before the submersible pipe in general.
US patenttijulkaisussa 4 278 494 on kuvattu uppohaihdutinta, missä kuumat kaasut syötetään nesteeseen yhden suurehkon putken kautta. Tässä voimakkaisiin värähtelyihin ja roiskumiseen on varauduttu mm. sijoittamalla polttokammio vaaka-asentoon ja käyttämällä hyväksi paljetta värähtelyn etenemisen vaimentamiseksi.U.S. Patent No. 4,278,494 describes an immersion evaporator in which hot gases are fed into a liquid through a single rather large pipe. Here, preparations have been made for strong vibrations and splashing, e.g. placing the combustion chamber in a horizontal position and utilizing bellows to dampen the propagation of the vibration.
Kun on kysymys suuresta haihdutettavan nesteen kapasiteetista ja täten suuremmasta putkikoosta, värähtely pakostakin voimistuu, koska kuplakoko kasvaa eikä kuplakoon pienentämistä voida ajatella tunnetulla tavalla eli nopeutta nostamalla kaasusuihkun liian suuren ja voimakkaan tunkeutuvuuden vuoksi.When it comes to the large capacity of the evaporating liquid and thus the larger pipe size, the vibration inevitably intensifies because the bubble size increases and the reduction of the bubble size cannot be thought of in a known way, i.e. by increasing the velocity due to too high and strong penetration of the gas jet.
US patenttijulkaisusta 2 867 972 tunnetaan uppohaihdutinlaitteisto, missä pysyvää värähtelyä on pyritty poistamaan loveamalla uppoputken pää sahalaitaisesti. Ajatuksena on, että uppoputkesta purkautuva kuuma polttokaasu purkautuisi sivulle lovetuksesta ja siten pehmentäisi virtausta. Julkaisun mukaan loveus vaimentaa värähtelyä ja tehostaa lämmönsiirtoa. On kuitenkin huomattava, että koko ajan kaasun pääsuunta (impulssi) on suoraan alaspäin sitä suurempana mitä suurempi on nopeus ja kaasumäärä.U.S. Pat. No. 2,867,972 discloses an immersion evaporator apparatus in which an attempt is made to eliminate permanent vibration by notching the end of the immersion tube in a serrated manner. The idea is that the hot fuel gas discharged from the immersion tube would discharge to the side of the notch and thus soften the flow. According to the publication, the notch dampens vibration and enhances heat transfer. It should be noted, however, that at all times the main direction (impulse) of the gas is straight down the higher the velocity and the amount of gas.
li 3 85337li 3 85337
Luonnollisesti osa kaasusta purkautuu lovista sivullepäin. On siis aivan selvää, että tilanne paranee. Kuitenkin on koko ajan muistettava, että kaasu muodostaa "kokonaisen" kuplan, mikä pullahtaa pintaan ja aiheuttaa värähtelyä, vaikkakin aikaisempaa tapausta vähemmän.Naturally, some of the gas is discharged laterally from the notches. It is therefore quite clear that the situation is improving. However, it must be remembered all the time that the gas forms a "whole" bubble, which bounces to the surface and causes vibration, albeit less than in the previous case.
Tunnetaan myös DE-hakemus julkaisu 34 47 060, missä pisarointi ja siten nesteen jäähdytys tapahtuu haihduttamalla. Julkaisussa kuvattua hyvin matalaa upotussyvyyttä voidaan käyttää, koska laitteisto toimii lähinnä imulla. Julkaisussa on kuvattu erillisiä putkia, jotka ovat lähinnä vinossa asennossa, ja vaatisivat ylösnostoon suuren aukon, mikä monissa tapauksissa on epäedullista.DE application publication 34 47 060 is also known, in which the dripping and thus the cooling of the liquid takes place by evaporation. The very shallow immersion depth described in the publication can be used because the equipment operates mainly by suction. The publication describes discrete tubes which are mainly in an oblique position and would require a large opening for lifting, which in many cases is disadvantageous.
Tämän keksinnön tarkoituksena on johtaa kuuma kaasu liuokseen siten, ettei myöskään suurella kaasumäärällä muodostu suuria kuplia tai että kaasulle ei tule liian pitkää tunkeutuvuusmatkaa, ja täten voimakkaita värähtelyjä. Keksinnön mukaisen uppoputken alapää on siten muodostettu useammasta suoraan alaspäin suunnatusta putkesta, jolloin etuna on kaasun symmetrinen purkautuminen liuokseen. Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät esille oheisista vaatimuksista.The object of the present invention is to introduce a hot gas into the solution in such a way that even large amounts of gas do not form large bubbles or that the gas does not have a too long penetration distance, and thus strong vibrations. The lower end of the immersion tube according to the invention is thus formed of a plurality of straight-down tubes, the advantage being a symmetrical discharge of gas into solution. The essential features of the invention appear from the appended claims.
Keksintömme mukaisessa laitteessa kuumat kaasut johdetaan suoraan alaspäin tai tarpeen tullen käännetään pystysuoraan alaspäin kohti liuosta. Vähän ennen liuokseen tunkeutumista kaasuvirta jaetaan useaan putkimaiseen pystysuoraan kanavaan. Kanavista keskimmäiset ovat purkauspäistään suoraan poikkileikattuja ja ulommat vinoon viistettyjä.In the device according to our invention, the hot gases are led directly downwards or, if necessary, turned vertically downwards towards the solution. Shortly before the solution penetrates, the gas stream is divided into several tubular vertical channels. The middle of the channels are directly cross-sectioned at the discharge ends and the outer ones are bevelled.
Tavanomaisessa tapauksessa, jolloin kaasu purkautuu liuokseen yhden suuren uppoputken kautta, on vaikeus 4 85337 käyttää riittävän suurta kaasun nopeutta, jotta värähtely ei tulisi liian voimakkaaksi. Kaasusuihkun tunkeutuvuus liuokseen riippuu tunnetusti Ar-luvusta (modifioidusta Freude-luvusta). Laskennallisesti voidaan todistaa, että keksinnön mukaisella uppoputkikolla saadaan tarvittava lämmönsiirto aikaan pienemmällä upotussyvyydellä kuin normaalilla yksiaukkoisella uppoputkella. Tällöin voidaan käyttää suurempaa kaasun nopeutta purkausaukoissa, koska etäisyys haihduttimen pohjasta kasvaa ja koska kaasusuihkun ulottuvuus muutenkin putkikoon pienentymisen vuoksi lyhenee. Nopeuden kasvu putkikossa puolestaan varmistaa suurimman virtausvastuksen juuri purkauskohtaan, jolloin mahdolliset värähtelyt eivät pääse läpi tai pääsevät korkeintaan vaimentuneina.In the conventional case where the gas is discharged into solution through one large immersion tube, it is difficult 4 85337 to use a sufficiently high gas velocity so that the vibration does not become too strong. The penetration of a gas jet into a solution is known to depend on the Ar number (modified Freude number). It can be proved computationally that the immersion tube according to the invention provides the necessary heat transfer at a lower immersion depth than with a normal single-aperture immersion tube. In this case, a higher gas velocity can be used in the discharge openings, because the distance from the bottom of the evaporator increases and because the extent of the gas jet is otherwise shortened due to the reduction in the size of the pipe. The increase in velocity in the pipeline, in turn, ensures the maximum flow resistance at the point of discharge, whereby possible vibrations do not pass through or reach at most damped.
Keksintöä kuvataan vielä oheisten piirustusten avulla, jossa kuvat 1 ja 2 ovat periaatekuvia tekniikan tason mukaisista ratkaisuista, kuva 3 on periaatepiirros keksinnön mukaisesta uppoputkikosta, jossa putkien väli on umpinainen, ja kuva kuva 4 on periaatepiirros uppoputkikosta, jossa putket ovat erilliset.The invention is further illustrated by the accompanying drawings, in which Figures 1 and 2 are schematic diagrams of prior art solutions, Figure 3 is a schematic drawing of a submerged pipe according to the invention with a closed space between the pipes, and Figure 4 is a schematic diagram of a submerged pipe with separate pipes.
Kuva 1 esittää normaalia yksiaukkoista, tasareunaista uppoputkea 1, joka on upotettu haihdutettavaa nestettä 2 sisältävään säiliöön 3. Neste johdetaan säiliöön putkiyhteen 4 kautta, kaasut poistuvat yhteen 5 kautta ja kiteytynyt metallisuola poistetaan säiliön pohjassa olevan yhteen 6 kautta. Kaasusuihku 7 aikaansaa tunnetusti ympärilleen alipainealueen, jolloin varsinkin purkausaukon kohdalla ja ympäristössä oleva liuos sekoittuu kaasusuihkuun. Sekoittuminen on sitä voimakkaampaa mitä suurempi on suihkun nopeus.Figure 1 shows a normal single orifice, flat-edged immersion tube 1 immersed in a tank 3 containing an evaporable liquid 2. The liquid is introduced into the tank through a pipe connection 4, the gases escape through 5 and the crystallized metal salt is discharged through 6 at the bottom of the tank. It is known that the gas jet 7 creates a vacuum zone around it, whereby the solution, especially at the discharge opening and in the vicinity, mixes with the gas jet. The higher the jet speed, the stronger the mixing.
s 85337s 85337
Varsinkin suurilla uppoputkilla joudutaan tunkeutuvuuden pienentämiseksi pienentämään nopeutta, jolloin kaasu pullahtaa suurina kuplina kuvan 1 mukaisesti puolelta toiselle uppoputkea heilahdellen. Suuren kuplan purkautuessa pintaan täyttyy syntynyt kuoppa ympäristöstä tulevalla nesteellä aiheuttaen pinnan heiluntaa ja loiskintaa ja siten edesauttaen värähtelyn voimistumista. On myös huomattava, että kaasuun ei pienehkön nopeuden vuoksi imeydy kovinkaan paljon ympäristönestettä, joten pullahdusilmiö on erityisen voimakas suuren nostevoiman vuoksi.Especially in large immersion pipes, in order to reduce the penetration, the speed has to be reduced, whereby the gas bursts in large bubbles as shown in Fig. 1, swinging from one side to the other of the immersion pipe. When a large bubble bursts to the surface, the resulting pit fills with fluid from the environment, causing the surface to oscillate and splatter and thus contribute to the intensification of the vibration. It should also be noted that due to the lower speed, not much environmental liquid is absorbed into the gas, so the popping phenomenon is particularly strong due to the high lifting force.
Kuva 2 esittää tekniikan tasossa mainittua lovettua putkea 8. Edellä kuvan 1 yhteydessä kuvatut ilmiöt pätevät myös tässä tapauksessa. Tilanne paranee kuvan 1 tapaukseen nähden kuitenkin huomattavasti, koska osa kaasusta purkautuu lovista 9 pieninä kaasupurkauksina 10 siten tasoittaen jonkin verran pintaannousua. Kuvan 1 tapauksen mukaisesti pätee kuitenkin edelleen suuri nostevoima (vähän nestettä kuplassa) ja puolelta toiselle heilahtelu päävirtaukselle. Kuten edellä on todettu, loveuksen vaikutusta heikentää kaasuvirtauksen jatkuvuusperiaate eli päävirtaus on edelleen alaspäin hyvin voimakas.Figure 2 shows a notched pipe 8 mentioned in the prior art. The phenomena described above in connection with Figure 1 also apply in this case. However, the situation is considerably improved compared to the case of Fig. 1, since part of the gas is discharged from the notches 9 in small gas discharges 10, thus smoothing out the surface rise somewhat. However, according to the case of Figure 1, a high buoyancy force (little liquid in the bubble) and a fluctuation from side to side for the main flow still apply. As stated above, the effect of the notch is weakened by the principle of continuity of the gas flow, i.e. the main flow is still very strong downwards.
Kuvassa 3 on esitetty keksinnön mukainen uppoputki 11, jonka alaosa on muodostettu useammasta alaspäin suunnatusta putkesta 12, joiden välit on täytetty. Tässä tapauksessa muodostuu aluksi pieniä erillisiä suihkuja 13, mutta niillä on jonkin verran taipumusta yhtyä yhdeksi suureksi suihkuksi, koska suihkujen ympärillä ei ole nestettä, mitä ne voisivat imeä itseensä, vaan ainoastaan koko suihkujoukon alapuolella ja sivulla. Kuitenkin, kuten edellä on todettu, usealla erillisellä suihkulla on pienempi tunkeutuvuus nesteeseen, ja etuna edellisiin nähden on kuitenkin huomattava nostevoiman ja siten pinnanheilahtelun pieneneminen.Figure 3 shows a submersible tube 11 according to the invention, the lower part of which is formed by a plurality of downwardly directed tubes 12, the gaps of which are filled. In this case, small discrete jets 13 are initially formed, but they have some tendency to merge into one large jet because there is no liquid around the jets that they could absorb, but only below and on the side of the entire jet set. However, as stated above, several separate jets have a lower penetration into the liquid, and the advantage over the former is, however, a considerable reduction in the lifting force and thus in the surface oscillation.
6 853376 85337
Kuvassa 4 on esitetty keksinnön mukaisen uppoputkikon erityisen edullinen laiteratkaisu. Uppoputki 11 on alaosastaan upotettu haihdutettavaa nestettä 2 sisältävään säiliöön 3. Uppoputken alaosa on muodostettu useammasta erillisestä, suoraan alaspäin suunnatusta putkesta 12, joiden kautta kuumat kaasut virtaavat haihdutettavaan nesteeseen. Erillisistä putkista muodostuvaa uppoputkikkoa ympäröi vielä kiertoputki 14. Uppoputkesta nesteeseen purkautuvaa kaasua ohjataan ja rajoitetaan edullisesti uppoputkea ympäröivällä putkimaisella kiertoputkella, mikä oikein mitoitettuna aikaansaa samalla edullisen nesteen kiertovirtauksen. Kiertoputkeen on nesteen rajapintaan sijoitettu aukkoja 15, josta uppoputken kautta johdettu kaasu tai kaasun ja nesteen seos pääsee purkautumaan nesteeseen.Figure 4 shows a particularly advantageous device solution for a submersible pipe according to the invention. The immersion tube 11 is immersed at its lower part in a tank 3 containing the liquid to be evaporated 2. The lower part of the immersion tube is formed by a plurality of separate, straight-down tubes 12 through which hot gases flow into the liquid to be evaporated. The immersion tube consisting of separate tubes is further surrounded by a circulation tube 14. The gas discharged from the immersion tube into the liquid is preferably controlled and limited by a tubular circulation tube surrounding the immersion tube, which at the same time provides a favorable liquid circulation. Openings 15 are placed in the liquid interface at the liquid interface, from which the gas or mixture of gas and liquid introduced through the immersion tube can be discharged into the liquid.
Uppoputkikon uloimman kehän putket 12 on edullisesti viistetty 45° kulmassa siten, että putken alapään 16 pidempi puoli on lähinnä putkikon keskustaa. Kaasu nousee nyt sivullepäin nousevien suihkujen ansiosta symmetrisenä ja rauhallisena. Koska putkikon välejä ei ole täytetty, pystyvät suihkut imemään nestettä itseensä riittävästi säilyen siten omina suihkuinaan, ja tällöin "vettyneet" suihkut nousevat erillisinä pieninä suihkuina pienen nosteen ansiosta. Tästä taas on seurauksena, että ei synny suuria, heilahtelua aiheuttavia pullahduksia eri puolilla uppoputkea. Erillisten suihkujen ansiosta kaasu pysyy hyvin kiertoputken sisäpuolella.The tubes 12 of the outer circumference of the immersion tube are preferably chamfered at an angle of 45 ° so that the longer side of the lower end 16 of the tube is closest to the center of the tube. The gas now rises symmetrically and calm thanks to the side-rising jets. Since the gaps in the pipe are not filled, the jets are able to absorb the liquid sufficiently and thus retain their own jets, and in this case the "hydrogenated" jets rise as separate small jets due to the low lift. As a result, there are no large, oscillating bumps around the immersion tube. Thanks to the separate showers, the gas stays well inside the circulation tube.
Suoritetuissa tutkimuksissa on todettu, että keksinnön mukaisen uppoputkikon avulla on laitteiston värähtely saatu putoamaan kolmannekseen entisestä, tekniikan tason mukaisen yksiputkisen uppohaihduttimen värähtelystä.Studies have shown that the immersion tube according to the invention has caused the vibration of the equipment to fall to one third of the vibration of the former prior art single-tube immersion evaporator.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI901690A FI85337C (en) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | DOPPROERSYSTEM. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI901690A FI85337C (en) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | DOPPROERSYSTEM. |
FI901690 | 1990-04-04 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI901690A0 FI901690A0 (en) | 1990-04-04 |
FI901690A FI901690A (en) | 1991-10-05 |
FI85337B FI85337B (en) | 1991-12-31 |
FI85337C true FI85337C (en) | 1992-04-10 |
Family
ID=8530201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI901690A FI85337C (en) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | DOPPROERSYSTEM. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI85337C (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI121163B (en) * | 2008-06-19 | 2010-08-13 | Outotec Oyj | A submerged evaporator |
-
1990
- 1990-04-04 FI FI901690A patent/FI85337C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI901690A (en) | 1991-10-05 |
FI85337B (en) | 1991-12-31 |
FI901690A0 (en) | 1990-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6279343B1 (en) | High temperature regenerator for absorption water cooling and heating machine | |
RU2018354C1 (en) | Plant for treatment of fluid with gas | |
FI85337C (en) | DOPPROERSYSTEM. | |
US3240265A (en) | Refrigeration evaporator system of the flooded type | |
JP2011504803A (en) | Deaerator | |
US4158387A (en) | Blowdown apparatus | |
CA1154272A (en) | Vapor jacketed cooking vessel | |
FI121163B (en) | A submerged evaporator | |
JPS6036552B2 (en) | Steam discharge equipment at steam power station | |
US3681938A (en) | Absorption refrigeration apparatus of the inert gas type | |
US3882844A (en) | Submerged hot gas heat exchanger | |
RU2361164C1 (en) | Method of conducting heat exchange and apparatus to this end | |
RU2212454C1 (en) | Method and apparatus for vacuum processing of metal melt | |
SU1044305A1 (en) | Foam suppression apparatus | |
RU1810084C (en) | Gas wet cleaning device | |
US1957349A (en) | Refrigeration apparatus | |
RU1819654C (en) | Method for removal of gas from liquid | |
JPH06288500A (en) | Steam type heating device | |
JPS6231756Y2 (en) | ||
SU883686A1 (en) | Hydrodynamic impact tube | |
JPH01119798A (en) | Natural circulation reactor | |
SU1197708A1 (en) | Absorber | |
SU1541151A1 (en) | Reservoir for storage of fluid | |
JPH0321801B2 (en) | ||
RU2383817C1 (en) | Compensator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Owner name: OUTOKUMPU OY |
|
MA | Patent expired |