Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 19.05.1975 78344 KI. 12a, 2 MKP B01d1/00 'ai&uoiLKAf Ur2«Jt, ?.^ .^^J Twórcawynalazku: Jan Kwasniak Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Lódzka, Lódz (Polska) Urzadzenie do intensyfikacji procesu cyrkulacji cieczy w aparatach wyparnych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do intensyfikacji procesu cyrkulacji cieczy w aparatach wyparnych o naturalnym i wymuszonym obiegu.Dotychczas intensyfikacje procesu cyrkulagi cieczy w aparatach wyparnych uzyskuje sie przez wymu¬ szenie obiegu pompa cyrkulacyjna o duzej wydajnosci, tloczaca zatezony roztwór do rurek zagrzewacza. Powsta¬ jaca wzagrzewaczu mieszanina cieczy i pary wplywa stycznie do komory oparowej, skad oddzielona od pary ciecz oplywa do pompy cyrkulacyjnfej. Predkosc przeplywu roztworu w rurkach zagrzewacza wynosza 1,5-3 rh/s.Zasadnicza wada obiegu wymuszonego jest duze zapotrzebowanie energii elektrycznej do napedu pompy o mocy od kilkudziesieciu do kilkuset kilowatów, przy czym energia ta jest glównie wykorzystywana do nadania energii kinetycznej kazdej jednostce masy cieczy u wlotu do rury cyrkulacyjnej oraz w strefie wrzenia, gdzie ciecz zwieksza swa predkosc, z uwagi na zmniejszenie sie gestosci mieszaniny cieczy i pary w stosunku do gestosci cieczy. Zawarta w mieszaninie energia kinetyczna zamieniona w wyniku tarcia wewnetrznego w cieplo jest traco¬ na.Znana jest takze intensyfikacja procesu cyrkulacji cieczy w wyparkach typu Lewina o naturalnym obiegu z wyniesiona strefa wrzenia ponad rurki grzejne zagrzewacza, gdzie spotykane szybkosci cyrkulagi cieczy wyno¬ sza do 3 m/s. Wada tej wyparki jest koniecznosc stosowania duzej wysokosci aparatu, dochodzacej do kilkunastu metrów, w porównaniu z malymi wymiarami zagrzewacza oraz zwiazany z tym duzy ciezar aparatu napelnio¬ nego roztworem. Ponadto wystepuja duze straty energii kinetycznej mieszaniny cieczy i pary, stanowiace 60—90% strat cisnienia w obwodzie cyrkulacji.Dodatkowawada znanych aparatów wyparnych jest odkladanie sie osadu na sciankach rurek zagrzewaczy podczas zatezenia niektórych roztworów, na przyklad lugów pocelulozówych. Zwiazana z tym koniecznosc okresowego czyszczenia zagrzewaczy wyparek zwieksza koszty procesu odparowania.Urzadzenie do intensyfikacji procesu cyrkulacji cieczy w aparatach wyparnych, wedlug wynalazku jest wyposazone w komore oparów, wewnatrz której jest umieszczony oddzielacz oparów w postaci przewodu wygie-2 78344 tego w ksztalt luku, posiadajacego po stronie wewnetrznej luku szczelinowe wyciecia lub otwory. Przewód ten jednym koncem polaczony jest bezposrednio lub przez wstawke rurowa zwiekszajaca strefe wrzenia, z zagrze- waczem, a drugim koncem z rura cyrkulacyjna doprowadzona do dolnej czesci zagrzewacza, przy czym promien wygiecia przewodu lukowego jest mniejszy od promienia, dla którego przy danej predkosci strumienia cieczy i pary wartosc przyspieszenia dosrodkowego jest wieksza od przyspieszenia ziemskiego. Na przyklad dla pred¬ kosci przeplywu równej 5 m/s promien luku jest mniejszy od 2,55 m, zas dla predkosci równej 10 m/s promien luku jest mniejszy od 10,2 m. Taki dobór promienia luku oraz przyspieszenia dosrodkowego zapewnia oddziele¬ nie sie pecherzyków pary i ich ruch w kierunku do srodka luku przewodu oddzielajacego, natomiast strumien cieczy wpada do rury cyrkulacyjnej zachowujac energie kinetyczna taka, jaka wynika z predkosci mieszaniny cieczy i pary przy wlocie do przewodu lukowego.Urzadzenie wedlug wynalazku zapewnia zwiekszenie szybkosci cyrkulacji o 30-50% oraz wzrost wspólczynnika wnikania ciepla po stronie przeplywajacego w zagrzewaczu roztworu ponad 30%. Zwiekszenie szybkosci cyrkulacji umozliwia w wielu przypadkach wyeliminowanie pomp cyrkulacyjnych w wyparkach oraz znaczne zmniejszenie wysokosci strefy wrzenia znajdujacej sie ponad zagrzewaczem w wyparkach o obiegu natu¬ ralnym. Ponadto zwiekszenie szybkosci cyrkulacji uniemozliwia lub ogranicza odkladanie sie osadu na powierz¬ chniach grzejnych we wszystkich typach aparatów wyparnych, ograniczaja jednoczesnie przestoje na czyszczenie zagrzewaczy.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia urzadzenie w przekroju pionowym, a fig. 2 — przekrój oddzielacza oparów wzdluz linii A—A na fig. 1.Urzadzenie wedlug wynalazku sklada sie z zagrzewacza 1, do wylotu którego przylaczona jest wstawka rurowa 2 zwiekszajaca wysokosc strefy wrzenia. Wstawka rurowa 2 przez polaczenie kolnierzowe jest polaczona z oddzielaczem oparów 3 wykonanym w ksztalcie zgietego lukowego przewodu, polaczonego drugim koncem z rura cylindryczna 4, doprowadzona do dolnej czesci zagrzewacza 1. Oddzielacz oparów 3 posiada wzdluz luku wewnetrznego scianki szczelinowe wyciecia do odprowadzania pary. Oddzielacz oparów 3 umieszczony jest w komorze oparów 5 zaopatrzonej w króciec odlotowy oparów 6 oraz króciec odbioru zatezonego roztworu 7.¦ Dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku jest nastepujace. Po rozpoczeciu doprowadzania czynnika grzej¬ nego do zagrzewacza 1, powstajaca w nim w wyniku wrzenia mieszanina cieczy i pary przeplywa wstawka rurowa 2 do oddzielacza oparów 3, przy czym wzrost intensywnosci wrzenia powoduje wzrost natezenia objetosciowego przeplywu mieszaniny cieczy i pary, a tym samym wzrost predkosci przeplywu we wstawce rurowej 2.Pod dzialaniem sil bezwladnosci mieszanina wypelnia oddzielacz oparów 3, gdzie w warunkach oddzialy¬ wania sily odsrodkowej, para oddziela sie od roztworu. Para wyplywa z oddzielacza oparów 3, szczelina do komory oparów 5, skad króccem 6 odprowadzana jest do skraplacza lub nastepnego dzialu wyparki wielodzia- lowej, natomiast roztwór oddzielony od fazy parowej w oddzielaczu 3, zachowujac posiadana energie kine¬ tyczna, porusza sie po stronie zewnetrznego luku wewnatrz oddzielacza 3 i przy wlocie do rury cyrkulacyjnej 4 wywiera napór hydrodynamiczny co wzmaga cyrkulacje. Zatezony roztwór odprowadzany jest króccem 7. PL