JPS6054702A - 蒸発器 - Google Patents
蒸発器Info
- Publication number
- JPS6054702A JPS6054702A JP16306083A JP16306083A JPS6054702A JP S6054702 A JPS6054702 A JP S6054702A JP 16306083 A JP16306083 A JP 16306083A JP 16306083 A JP16306083 A JP 16306083A JP S6054702 A JPS6054702 A JP S6054702A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- shell
- thin film
- solution
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/06—Evaporators with vertical tubes
- B01D1/065—Evaporators with vertical tubes by film evaporating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシェルアンドチューブ型の熱交換器であって、
垂直管薄膜型蒸発器の改良に関する。
垂直管薄膜型蒸発器の改良に関する。
例えば溶媒を含む原料流から溶媒を蒸発させるにあたり
、溶媒の蒸発自体が律速である蒸発律速領域、溶媒の原
料流の表面への拡散が律速である拡散律速領域およびそ
の中間の領域の存在はよく知られてい、ることである。
、溶媒の蒸発自体が律速である蒸発律速領域、溶媒の原
料流の表面への拡散が律速である拡散律速領域およびそ
の中間の領域の存在はよく知られてい、ることである。
従来、垂直管薄膜型蒸発器にあっては、これらの領域の
いかんにかかわらず、シェル部の加熱温度を、複数の温
度領域の温度によってコントロールするような操作は行
われていなかった。
いかんにかかわらず、シェル部の加熱温度を、複数の温
度領域の温度によってコントロールするような操作は行
われていなかった。
これらの蒸発器では垂直管側が全体にわたって同温に加
熱されているため、原料流の種類によっては、その成分
の分解、副反応物の生成が大量°に起り得る温度領域で
は操作不能となり、このような状態を避けるため温度を
低下さゼて操作され、結局低濃縮製品しか得られない、
という欠点があった。
熱されているため、原料流の種類によっては、その成分
の分解、副反応物の生成が大量°に起り得る温度領域で
は操作不能となり、このような状態を避けるため温度を
低下さゼて操作され、結局低濃縮製品しか得られない、
という欠点があった。
この発明の目的は、上述のような欠点を除くために、垂
直管薄膜型蒸発器であって、シェル側に１以上の水平隔
膜を設け、区画されたシェルの各々の区画に任意の熱媒
体が流通されることにより、原料流が最適の蒸発条件の
下に濃縮蒸発される装置の提供にある。即ち変質しやす
い物質でも本発明の提供する蒸発器によって、変質最小
で所望め蒸発を行うことができる。
直管薄膜型蒸発器であって、シェル側に１以上の水平隔
膜を設け、区画されたシェルの各々の区画に任意の熱媒
体が流通されることにより、原料流が最適の蒸発条件の
下に濃縮蒸発される装置の提供にある。即ち変質しやす
い物質でも本発明の提供する蒸発器によって、変質最小
で所望め蒸発を行うことができる。
このようにシェル側を仕切り板で区切るとき、各区画の
シール法が問題となる。このシール法として通常行われ
ている方法は仕切り板をシェルに溶接し、チューブと仕
切り板の間は拡管によってシールする方法である。しか
しこの方法ではチコ−ブとシェルの間の熱膨張差が大き
い時には熱応力が大きくなるので、第１図に示すような
エクスパンションベローを取付ける必要がある。これが
ない時は熱膨張差が制限され、結局使用条件に非常な制
約を受ける。従って温度を自由にコントロールする蒸発
器用としては不適である。
シール法が問題となる。このシール法として通常行われ
ている方法は仕切り板をシェルに溶接し、チューブと仕
切り板の間は拡管によってシールする方法である。しか
しこの方法ではチコ−ブとシェルの間の熱膨張差が大き
い時には熱応力が大きくなるので、第１図に示すような
エクスパンションベローを取付ける必要がある。これが
ない時は熱膨張差が制限され、結局使用条件に非常な制
約を受ける。従って温度を自由にコントロールする蒸発
器用としては不適である。
これに比し第１図のベローを取付けた場合はこのような
制限を受けることはない。従って伝熱管の温度を蒸発に
最も適した所望の温度にすることができる。
制限を受けることはない。従って伝熱管の温度を蒸発に
最も適した所望の温度にすることができる。
しかしこのようなベローズでは工作上かなり面倒であり
、大きざ、耐圧などの面からの制約をうけやすい。この
ような場合に使用できるシール法として、例えば、遊動
シール法が適当である。このシール法は形状記憶合金の
特性を利用して、その変形によりシール材をシール面に
密着さしてシールを行なうものである。
、大きざ、耐圧などの面からの制約をうけやすい。この
ような場合に使用できるシール法として、例えば、遊動
シール法が適当である。このシール法は形状記憶合金の
特性を利用して、その変形によりシール材をシール面に
密着さしてシールを行なうものである。
第３図にこの作用を原理的に示す。即ち水平仕切り板７
の縁の全周上に溝型量１１をシェル４のシール面に面す
る方向が開かれているように取付（ブ、この溝型量の奥
に形状記憶合金よりなり、細長い板状のエレメント１３
を整列して等間隔に並べる。このエレメントは予め弓状
の形状を記憶させられ、その後低温において溝型の形状
と同じ形状に変形させられている。またその外側には細
長い押え金１２が複数個、前述のエレメントを押えつけ
るように、かつシールリング１４の背中が押えられるよ
うに置かれ、溝型の最外側にはシール条件に適した材料
からなり、溝型に丁度はめられる断面形状のシールリン
グが全周にはめ込まれている。そしてこのシール隔壁を
水平に取り付シブ、所定の位置に挿入°した後、温度を
上げ、形状記憶効果を生起させることにより、前述゛の
エレメントを弓状に変形させ、シールリングをシェル内
面のシール面に強く押しつけることによりシールが達せ
られる。
の縁の全周上に溝型量１１をシェル４のシール面に面す
る方向が開かれているように取付（ブ、この溝型量の奥
に形状記憶合金よりなり、細長い板状のエレメント１３
を整列して等間隔に並べる。このエレメントは予め弓状
の形状を記憶させられ、その後低温において溝型の形状
と同じ形状に変形させられている。またその外側には細
長い押え金１２が複数個、前述のエレメントを押えつけ
るように、かつシールリング１４の背中が押えられるよ
うに置かれ、溝型の最外側にはシール条件に適した材料
からなり、溝型に丁度はめられる断面形状のシールリン
グが全周にはめ込まれている。そしてこのシール隔壁を
水平に取り付シブ、所定の位置に挿入°した後、温度を
上げ、形状記憶効果を生起させることにより、前述゛の
エレメントを弓状に変形させ、シールリングをシェル内
面のシール面に強く押しつけることによりシールが達せ
られる。
このシール法は移動止が大きくなく、かつ差圧がそれ程
大きくない部分に対するシール法として適当なものであ
る。
大きくない部分に対するシール法として適当なものであ
る。
このように仕切られた区画に異なる熱媒体を流通させる
ことにより、溶液の濃縮条件を所望の状態にすることか
できる。
ことにより、溶液の濃縮条件を所望の状態にすることか
できる。
この発明は種々の熱に敏感な物質の濃縮に好適に利用さ
れるが、その１つの実施例として尿素水溶液の濃縮を紹
介する。
れるが、その１つの実施例として尿素水溶液の濃縮を紹
介する。
尿素水溶液の濃縮の場合は、高温領域において次式に従
って尿素２分子からビューレット１分子とアンモニア１
分子が生成される。
って尿素２分子からビューレット１分子とアンモニア１
分子が生成される。
２ＮＨ２ＣＯＮＨ２→
ＮＨ２Ｃ０ＮＨＣＯＮＨ２＋ＮＨ３
ビューレットはその量が多くなると作物の発芽や生育に
害をおよぼすことがあり、尿素製造過程においそは努め
てその生成を抑える必要がある。
害をおよぼすことがあり、尿素製造過程においそは努め
てその生成を抑える必要がある。
６Ｏ−ｐ８重１％の尿素水溶液は入り口１から蒸発器に
導入される。流入した尿素水溶液は整流板２によって整
流され、分配器３によって垂直管６内に薄膜状態で流下
させられる。この薄膜状態にとって管の垂直度は非常に
重要であり、１／１０００以下の垂直度が要求される。
導入される。流入した尿素水溶液は整流板２によって整
流され、分配器３によって垂直管６内に薄膜状態で流下
させられる。この薄膜状態にとって管の垂直度は非常に
重要であり、１／１０００以下の垂直度が要求される。
上昇Ｎ膜が形成される時はこの限りではないが、それで
も１／１０００Ｐｉ！度が望ましい。
も１／１０００Ｐｉ！度が望ましい。
分配器３には第２図に示されるようにスリットが切線状
に切られており、流体は旋回させられ、一様な薄膜が形
成される。
に切られており、流体は旋回させられ、一様な薄膜が形
成される。
垂直管の形状、寸法、仝休の長さおよび区画された部分
の夫々の長さは濃縮される物質の濃縮条件によって夫々
異なるが、変質しやＪい物質が対象であり、理論だけで
は決め難いので実験的に決めることが望ましい。
の夫々の長さは濃縮される物質の濃縮条件によって夫々
異なるが、変質しやＪい物質が対象であり、理論だけで
は決め難いので実験的に決めることが望ましい。
尿素水溶液の場合はこの区画は２つでよく、上部区画の
管長即ち蒸発律速領域での加熱管長は０゜５〜３．０ｍ
好ましくは１．０〜２．５ｍ、下部区画の管長即ち拡散
律速領域あるいは拡散律速と中間領域での加熱管長は４
．０〜７．０１１１が選ばれる。
管長即ち蒸発律速領域での加熱管長は０゜５〜３．０ｍ
好ましくは１．０〜２．５ｍ、下部区画の管長即ち拡散
律速領域あるいは拡散律速と中間領域での加熱管長は４
．０〜７．０１１１が選ばれる。
管の内径としては薄膜が均等に流下すれば特に制限はな
いのであるが、１インチないし３インチ程度が通常使用
される。
いのであるが、１インチないし３インチ程度が通常使用
される。
この蒸発器を使用して尿素水溶液を濃縮しｔた例を示す
と、上部区画の加熱には２．５〜１３ｋａ／ｃＩｆＯ、
’好ｔＬ、＜ハ’３．０〜５．０ＫＱ／ｃｄＱ’０）水
蒸気あるいはこれに相当する熱媒体、下部区画の加熱に
は１〜５ｋａ／ａｔｆａ好ましくは２．０〜３．５ｋＱ
／ ＣＴＩＩ ｇの水蒸気あるいはこれに相当する熱
媒体が使用される。
と、上部区画の加熱には２．５〜１３ｋａ／ｃＩｆＯ、
’好ｔＬ、＜ハ’３．０〜５．０ＫＱ／ｃｄＱ’０）水
蒸気あるいはこれに相当する熱媒体、下部区画の加熱に
は１〜５ｋａ／ａｔｆａ好ましくは２．０〜３．５ｋＱ
／ ＣＴＩＩ ｇの水蒸気あるいはこれに相当する熱
媒体が使用される。
さらに蒸発管の最下部から１ｏｏ〜２００’Ｃ１好まし
く４１１２０〜１８０℃に加熱されたガスが加熱面積１
１Ｔｌ’当り５〜５ＯＮゼ／ハｒ１好ましくは１５〜／
１．ＯＮｍ／ｈｒで送入される。このガスとしては空気
、窒素、水素、二酸化炭素、−酸化炭素、メタン、アン
モニアなどが使用される。
く４１１２０〜１８０℃に加熱されたガスが加熱面積１
１Ｔｌ’当り５〜５ＯＮゼ／ハｒ１好ましくは１５〜／
１．ＯＮｍ／ｈｒで送入される。このガスとしては空気
、窒素、水素、二酸化炭素、−酸化炭素、メタン、アン
モニアなどが使用される。
このような条件によって６０〜８８重量％の尿素水溶液
は上部区画において９２〜９６重鉗％に濃縮され、この
際好ましくないビューレットの増加は０．１重量％以内
に抑制される。
は上部区画において９２〜９６重鉗％に濃縮され、この
際好ましくないビューレットの増加は０．１重量％以内
に抑制される。
また垂直管の最下端から流出する尿素の水分濃度は０．
３重量％以下、下部区画におけるビウレットの増加量は
０．１〜０．４重量％の範囲内に抑制される。
３重量％以下、下部区画におけるビウレットの増加量は
０．１〜０．４重量％の範囲内に抑制される。
この実施例および比較例を表に示す。
実施例 比較例１ 比較例２
伝熱管内径ｕ ４６．６ ４６，６ ４６．６伝熱管長
ｍ ７．５ ７．５ ７０．５上部 ｍ １．５ − 下部 １１１ ６．０ − 伝熱管数 本 ５５５ ５５５ ５５５ガス 供給ｆｆｔＮｖｎ”／ｈｒ １４，０００ １４，００
０ １４，０００温度 ’Ｃ１５０１５０１５０ 蒸気圧力 ｋａ／ｌｙｉｇ 上部 ４，０ ４．０ ２，５ 下部 ２．５ ４．０ ２．５ 尿素水溶液入口 濃度 ｗｔ％ ８５ ８５ ８５ ピコ−レットｎ Ｏ、５０、５０、５ 供給間 ｔ／ｈｒ 、２０’ ２０ ２０出口 水分含有量ｗｔ％ Ｌ３ ０．２５ ０．８ビューレッ
ト〃０，７２ １．００ ０，６５ビユーレツト増加
０，２２ ０．５ ０．１５以上の例に見られるように
加熱により変質しやすい物質の蒸発器として好適である
。
ｍ ７．５ ７．５ ７０．５上部 ｍ １．５ − 下部 １１１ ６．０ − 伝熱管数 本 ５５５ ５５５ ５５５ガス 供給ｆｆｔＮｖｎ”／ｈｒ １４，０００ １４，００
０ １４，０００温度 ’Ｃ１５０１５０１５０ 蒸気圧力 ｋａ／ｌｙｉｇ 上部 ４，０ ４．０ ２，５ 下部 ２．５ ４．０ ２．５ 尿素水溶液入口 濃度 ｗｔ％ ８５ ８５ ８５ ピコ−レットｎ Ｏ、５０、５０、５ 供給間 ｔ／ｈｒ 、２０’ ２０ ２０出口 水分含有量ｗｔ％ Ｌ３ ０．２５ ０．８ビューレッ
ト〃０，７２ １．００ ０，６５ビユーレツト増加
０，２２ ０．５ ０．１５以上の例に見られるように
加熱により変質しやすい物質の蒸発器として好適である
。
この蒸発器は流下薄膜の場合のみならず、上昇薄膜の場
合も同様に適用可能である。
合も同様に適用可能である。
また垂直管中を流れるガスは蒸発した蒸気のみならず、
例に示したような第３者の蒸発促進ガスによる通気でも
よい。また圧力は常圧、加圧下あるいは真空いずれでも
適用可能である。
例に示したような第３者の蒸発促進ガスによる通気でも
よい。また圧力は常圧、加圧下あるいは真空いずれでも
適用可能である。
第１図 蒸発器
第２図 分配器
第３図 遊動シール法
１ 溶液入り口
２ 整流板
３ 分配器
４ シェル
５ 管板
６ 蒸発管
７ 仕切り板
１１ 溝型量
１２ 押え金
１３ 形状記憶合金
７４ シールリング
Claims (1)
- （１） シェルアンドチューブ型熱交換器であって、垂
直管薄膜型蒸発器において、シェル側が水平仕切り板に
よって複数の区画に仕切られており、これらの区画に夫
々別々の熱媒体が流通することを特徴とする蒸発器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16306083A JPS6054702A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | 蒸発器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16306083A JPS6054702A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | 蒸発器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6054702A true JPS6054702A (ja) | 1985-03-29 |
Family
ID=15766409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16306083A Pending JPS6054702A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | 蒸発器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6054702A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5039288A (en) * | 1988-06-08 | 1991-08-13 | Bando Kiko Co., Limited | Rotary engine having an apex seal member |
| WO1997026970A1 (de) * | 1996-01-25 | 1997-07-31 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren und verdampfer zur verdampfung oxidationsempfindlicher verbindungen |
| KR101152305B1 (ko) | 2011-10-31 | 2012-06-11 | (주)송산피엔이 | 증발기 |
| CN102861446A (zh) * | 2012-09-18 | 2013-01-09 | 浙江温兄机械阀业有限公司 | 一种内循环加热装置 |
| CN103175435A (zh) * | 2013-04-22 | 2013-06-26 | 江苏华益科技有限公司 | 用于换热器列管的液体入口分布装置 |
| RU2510287C1 (ru) * | 2013-05-31 | 2014-03-27 | Виктор Владимирович Лобанов | Пленкообразователь трубчатой насадки пленочного аппарата |
-
1983
- 1983-09-05 JP JP16306083A patent/JPS6054702A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5039288A (en) * | 1988-06-08 | 1991-08-13 | Bando Kiko Co., Limited | Rotary engine having an apex seal member |
| WO1997026970A1 (de) * | 1996-01-25 | 1997-07-31 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren und verdampfer zur verdampfung oxidationsempfindlicher verbindungen |
| KR101152305B1 (ko) | 2011-10-31 | 2012-06-11 | (주)송산피엔이 | 증발기 |
| CN102861446A (zh) * | 2012-09-18 | 2013-01-09 | 浙江温兄机械阀业有限公司 | 一种内循环加热装置 |
| CN103175435A (zh) * | 2013-04-22 | 2013-06-26 | 江苏华益科技有限公司 | 用于换热器列管的液体入口分布装置 |
| RU2510287C1 (ru) * | 2013-05-31 | 2014-03-27 | Виктор Владимирович Лобанов | Пленкообразователь трубчатой насадки пленочного аппарата |
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