RU147398U1

RU147398U1 - FILM EVAPORATOR

Info

Publication number: RU147398U1
Application number: RU2014120496/04U
Authority: RU
Inventors: Наиль Мансурович Хамидуллин
Original assignee: Наиль Мансурович Хамидуллин
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2014-11-10

Abstract

Пленочный испаритель для обезвоживания мазута, состоящий из нижней и верхней камер, в верхней камере расположен распределительный коллектор сырья и теплообменные трубы, отличающийся тем, что дополнительно к распределительному коллектору сырья установлен распределительный коллектор рециркулята.A film evaporator for dehydration of fuel oil, consisting of the lower and upper chambers, in the upper chamber there is a distribution manifold of raw materials and heat transfer pipes, characterized in that in addition to the distribution manifold of raw materials, a distribution collector of recirculate is installed.

Description

Полезная модель относится к области техники, используемой для обезвоживания мазута в мазутохранилищах предприятий, использующих мазут в качестве топлива, например, тепловых электростанций. Может быть использована для очистки мазутосодержащих сточных вод с получением компонента топочного мазута методом обезвоживания.The utility model relates to the field of technology used for dehydration of fuel oil in fuel oil storages of enterprises using fuel oil as fuel, for example, thermal power plants. It can be used for the purification of fuel oil-containing wastewater with obtaining a component of heating oil by the dehydration method.

Обводненный мазут образует с водой очень стойкие эмульсии, требующие для выделения воды применение процесса деэмульгирования.Waterlogged fuel oil forms very stable emulsions with water, which require the use of a demulsification process to isolate water.

Известен способ термического обезвоживания нефтепродуктов, в т.ч. мазута, нагреванием до текучего состояния при перемешивании с обезвоженным битумом и добавкой поверхностно-активного вещества при 100-150°C (авторское свидетельство СССР 1747467]. Этот способ является очень трудоемким и энергоемким из-за использования специальных мешалок при температуре 100-150°C, кроме того, он не может быть использован для обезвоживания мазута, температура вспышки которого порядка 110°C.A known method of thermal dehydration of petroleum products, including fuel oil by heating to a fluid state with stirring with dehydrated bitumen and the addition of a surfactant at 100-150 ° C (USSR author's certificate 1747467]. This method is very time-consuming and energy-intensive due to the use of special mixers at a temperature of 100-150 ° C In addition, it cannot be used for dehydration of fuel oil, the flash point of which is about 110 ° C.

Известна установка для подготовки к сжиганию водомазутной эмульсии (Патент РФ №2105930). Установка содержит расходную емкость с обводненным мазутом, к которой последовательно подсоединены фильтр грубой очистки, подогреватель, фильтр тонкой очистки, шестеренчатые нагнетательные насосы, форсунку, снабженную трубопроводом рециркуляции мазута, выход которого подсоединен к снабженному сопловыми наконечниками коллектору, размещенному в расходной емкости.A known installation for preparing for the combustion of a water-oil emulsion (RF Patent No. 2105930). The installation comprises a supply tank with flooded fuel oil, to which a coarse filter, a heater, a fine filter, gear pumps, a nozzle equipped with a fuel oil recirculation pipe, the outlet of which is connected to a manifold equipped with nozzle nozzles located in the supply tank, are connected in series.

Отличительной особенностью установки является то, что выпускной патрубок насоса связан с впускным патрубком трубопроводом, имеющим регулирующую задвижку. Каждый последующий нагнетательный насос имеет меньшую производительность, чем предыдущий, а к выпускному патрубку последнего насоса дополнительно подсоединено через регулирующую задвижку сопло, размещенное в камере смешения эжектора. Выход последнего подсоединен через регулирующую задвижку к выпускному патрубку первого насоса, а камера смешения связана трубопроводом с дополнительной расходной емкостью.A distinctive feature of the installation is that the outlet pipe of the pump is connected to the inlet pipe by a pipe having a control valve. Each subsequent discharge pump has lower performance than the previous one, and a nozzle located in the ejector mixing chamber is additionally connected to the outlet of the last pump through an adjusting valve. The output of the latter is connected through the control valve to the outlet of the first pump, and the mixing chamber is connected by a pipe with an additional flow capacity.

Данная установка имеет следующие недостатки:This installation has the following disadvantages:

- примененные в ней шестеренчатые насосы не обеспечивают необходимую степень диспергирования воды в мазуте, а, следовательно, и ее стабильность, т.к. при прохождении обводненного мазута через насос топливо перемещается по периферии рабочей камеры в межзубном пространстве шестерен, не подвергаясь при этом никакому механическому воздействию;- gear pumps used in it do not provide the necessary degree of dispersion of water in fuel oil, and, therefore, its stability, because when waterlogged fuel oil passes through the pump, the fuel moves along the periphery of the working chamber in the interdental space of the gears, without being subjected to any mechanical impact;

- установка сложна в управлении и требует перенастройки при изменении входных параметров.- the installation is difficult to manage and requires reconfiguration when changing the input parameters.

Названные устройства не пригодны для обезвоживания стойких эмульсий, практически не различающихся плотностью, к которым относится обводненный мазут, и малоэффективны.The aforementioned devices are not suitable for dehydration of persistent emulsions, which practically do not differ in density, which include flooded fuel oil, and are ineffective.

Наиболее близким по конструкции и техническим характеристикам к предлагаемой полезной модели является пленочный выпарной аппарат (патент РФ 2144412), который выбран в качестве прототипа. Этот аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус с размещенными в нем теплообменными трубами, закрепленными в трубных решетках, к которым прикреплены верхняя и нижняя распределительные камеры, распределительный коллектор в верхней распределительной камере, на верхних концах теплообменных труб расположены пленкообразователи с закрепленными на них соосно патрубками с диафрагмами. К патрубкам с диафрагмой прикреплены колпачки с отверстием в боковой стенке, верхняя и нижняя распределительные камеры соединены переточной трубой, в нижней распределительной камере выше отверстия для переточной трубы расположена диафрагма с закрепленным в ней патрубком, нижний конец которого расположен ниже отверстия для переточной трубы и снабжен V-образными вырезами. Нижняя камера испарителя снабжена уровнемером.The closest in design and technical characteristics to the proposed utility model is a film evaporator (RF patent 2144412), which is selected as a prototype. This apparatus contains a vertical cylindrical body with heat exchange tubes placed in it, fixed in tube sheets, to which the upper and lower distribution chambers are attached, a distribution manifold in the upper distribution chamber, film former with coaxially mounted nozzles with diaphragms located on the upper ends of the heat exchange tubes. Caps with an opening in the side wall are attached to the nozzles with a diaphragm, the upper and lower distribution chambers are connected by a transfer pipe, in the lower distribution chamber above the opening for the transfer pipe there is a diaphragm with a pipe fixed in it, the lower end of which is located below the opening for the transfer pipe and is equipped with V -shaped notches. The lower chamber of the evaporator is equipped with a level gauge.

Аппарат работает следующим образом. Обрабатываемая среда подается в верхнюю распределительную камеру на верхнюю трубную решетку через распределительный коллектор, растекается по ней, затекает под патрубки и переливается через верхнюю кромку пленкообразователя в теплообменные трубы. Стекая по теплообменным трубам, низкокипящая часть обрабатываемой жидкости испаряется. При малой нагрузке по вторичному пару, пар поднимается по теплообменным трубам и через отверстия в боковой стенке колпачков поступает в верхнюю распределительную камеру. В результате сопротивления диафрагм и отверстий в колпачках уровень жидкости на трубной решетке выше, чем уровень жидкости на переливе в пленкообразователи. Если в какую-либо трубу жидкости поступает меньше, то в ней образуется меньше вторичного пара. Следовательно, уменьшается сопротивление диафрагмы и отверстия в колпачке над этой трубой, что приведет к подъему уровня жидкости на переливе в пленкообразователи, то есть устройство работает как регулятор расхода жидкости в теплообменные трубы. Колпачки с отверстием в боковой стенке, прикрепленные к патрубкам с диафрагмой, предотвращают попадание жидкости в отверстие диафрагм. При этом уровень жидкости в нижней распределительной камере закрывает V-образные прорези в нижнем патрубке и пар не может перетекать по переточной трубе.The device operates as follows. The medium to be processed is fed into the upper distribution chamber to the upper tube sheet through the distribution manifold, spreads along it, flows under the nozzles and is poured through the upper edge of the film former into heat transfer pipes. Flowing down through heat exchange pipes, the low-boiling part of the processed liquid evaporates. With a small load on the secondary pair, the steam rises through the heat exchange pipes and through the holes in the side wall of the caps enters the upper distribution chamber. As a result of the resistance of the diaphragms and the openings in the caps, the liquid level on the tube sheet is higher than the liquid level at the overflow in the film formers. If less fluid enters a pipe, less secondary vapor is generated in it. Therefore, the resistance of the diaphragm and the hole in the cap above this pipe decreases, which will lead to a rise in the liquid level at the overflow in the film formers, that is, the device works as a regulator of the flow of liquid into the heat transfer pipes. Caps with a hole in the side wall attached to the nozzles with a diaphragm prevent liquid from entering the hole of the diaphragms. At the same time, the liquid level in the lower distribution chamber closes the V-shaped slots in the lower pipe and the steam cannot flow through the transfer pipe.

При большой нагрузке по вторичному пару для снижения сопротивления диафрагм над теплообменными трубами уровень жидкости в нижней распределительной камере падает, и часть вторичного пара движется прямотоком в теплообменных трубах и перетекает по переточной трубе в верхнюю камеру.With a large load on the secondary pair, in order to reduce the resistance of the diaphragms above the heat transfer pipes, the liquid level in the lower distribution chamber drops, and part of the secondary steam moves directly through the heat transfer pipes and flows through the transfer pipe to the upper chamber.

Для увеличения перетока вторичного пара по переточной трубе уровень жидкости в нижней распределительной камере опускается, при этом открывается большая часть У-образных прорезей в нижнем патрубке и сопротивление перетоку вторичного пара снижается. Недостатком прототипа является неравномерность распределения жидкости по теплообменным трубам при большом диаметре аппарата, малых нагрузках по вторичному пару и ограничение максимальной нагрузки большим сопротивлением диафрагм и, как следствие, затоплением патрубков.To increase the flow of secondary steam through the transfer pipe, the liquid level in the lower distribution chamber is lowered, while most of the U-shaped slots in the lower pipe are opened and the resistance to overflow of the secondary steam is reduced. The disadvantage of the prototype is the uneven distribution of fluid in the heat transfer pipes with a large diameter of the apparatus, small loads on the secondary pair and the limitation of the maximum load by the large resistance of the diaphragms and, as a consequence, the flooding of the pipes.

Целью заявляемой полезной модели является устранение выше отмеченных недостатков, повышение эффективности и надежности работы установки и получения более качественного мазута за счет более равномерного распределения обводненного мазута внутри теплообменных труб.The purpose of the claimed utility model is to eliminate the above-mentioned drawbacks, increase the efficiency and reliability of the installation and obtain better fuel oil due to a more uniform distribution of flooded fuel oil inside the heat transfer pipes.

Поставленная цель достигается созданием установки, в составе которой присутствуют пленочные испарители, содержащие, в отличие от прототипа, в верхней камере дополнительный коллектор для ввода и распределения рециркулята.This goal is achieved by the creation of the installation, which includes film evaporators containing, in contrast to the prototype, in the upper chamber an additional collector for introducing and distributing the recirculate.

Сущность изобретения поясняется прилагаемыми таблицей и графическими изображениями.The invention is illustrated by the attached table and graphic images.

Пленочные испарители в количестве трех штук входят в состав установки, которая включает следующие аппараты:Three film evaporators are included in the installation, which includes the following devices:

1. Выпарной аппарат, обеспечивающий прием сырья и обводненного мазута с температурой 80°C, нагрев до температуры 140°C и смешение.1. Evaporator, providing reception of raw materials and waterlogged fuel oil with a temperature of 80 ° C, heating to a temperature of 140 ° C and mixing.

2. Прямоточные пленочные испарители с падающей пленкой, обеспечивающие выпаривание воды из обводненного мазута.2. Direct-flow film evaporators with a falling film, providing evaporation of water from flooded fuel oil.

3. Сепаратор для отделения пара из продукта.3. Separator for separating steam from the product.

4. Конденсатор-холодильник для конденсации паров воды и низко-кипящих нефтепродуктов.4. Condenser-cooler for condensation of water vapor and low-boiling oil products.

5. Отстойник, обеспечивающий разделение паров водной и нефтяной частей конденсата.5. A settling tank, providing vapor separation of water and oil parts of the condensate.

Основным элементом предлагаемой установки является пленочный испаритель оригинальной конструкции, обладающий признакам полезной модели, т.е. новизной, полезностью и возможностью осуществления на практике.The main element of the proposed installation is a film evaporator of the original design, which has the features of a utility model, i.e. novelty, usefulness and feasibility in practice.

Общий вид испарителя показан на фиг. 1.A general view of the evaporator is shown in FIG. one.

Испаритель включает в себя следующие элементы: кожух 1, трубы теплообменные 2, камеру нижнюю 3, коллектор распределительный сырья 4, опору цилиндрическую 5, крышку 6, решетки трубные верхнюю 7 и нижнюю 8, коллектор распределительный рециркулята 9, камеру верхнюю распределительную 10, распределитель жидкости колпачковый 11, змеевик 12, отбойник 13, перегородку поперечную 14.The evaporator includes the following elements: casing 1, heat exchange pipes 2, lower chamber 3, distribution manifold 4, cylindrical support 5, cover 6, upper tube grilles 7 and lower 8, distribution manifold recirculate 9, upper distribution chamber 10, liquid distributor cap 11, coil 12, chipper 13, transverse partition 14.

Отличительной особенностью испарителя является наличие в верхней камере 10 распределительного коллектора 9 рециркулята (фиг. 2).A distinctive feature of the evaporator is the presence in the upper chamber 10 of the distribution manifold 9 recirculate (Fig. 2).

Испаритель имеет пятнадцать штуцеров и люков, обозначение и назначение которых показано в таблице 1.The evaporator has fifteen fittings and hatches, the designation and purpose of which are shown in table 1.

Испаритель работает следующим образом.The evaporator operates as follows.

Сырье через штуцер С распределительного коллектора 4 поступает в верхнюю распределительную камеру 10. В нее же через штуцер А и коллектор 9 поступает рециркулят из нижней части испарителя. Сырье и рециркулят через распределитель колпачковый 11 и теплообменные трубы 2, поступают в нижнюю камеру 3. Теплообменные трубы обогреваются паром, поступающим в среднюю камеру испарителя через штуцер Г и выходящим через штуцер Д. В нижней камере 3 смесь дополнительно нагревается змеевиком 12, обогреваемым паром, поступающим через штуцер Е и выходящим через штуцер К. При этом образующийся вторичный пар выходит через штуцер Б, а жидкость через штуцер В.The raw material through the nozzle C of the distribution manifold 4 enters the upper distribution chamber 10. Into it, through the nozzle A and the collector 9, it is recycled from the bottom of the evaporator. The raw materials and recirculate through the cap distributor 11 and the heat transfer tubes 2, enter the lower chamber 3. The heat transfer tubes are heated by steam entering the middle chamber of the evaporator through the nozzle G and leaving through the nozzle D. In the lower chamber 3, the mixture is additionally heated by the coil 12, heated by steam, entering through the nozzle E and leaving through the nozzle K. In this case, the generated secondary steam leaves through the nozzle B, and the liquid through the nozzle B.

Таким образом, сырье, проходя через распределительный коллектор 4, а рециркулят через коллектор 9, смешиваются между собой перед поступлением в теплообменные трубы 2, благодаря чему в них образуется поток жидкости в виде пленки, и обеспечивается эффективная очистка мазута от воды.Thus, the raw materials passing through the distribution manifold 4, and recycled through the collector 9, are mixed together before entering the heat exchange tubes 2, due to which a liquid stream is formed in the form of a film, and the fuel oil is effectively cleaned of water.

Конструкция, расположение, конфигурация, размеры и количество отверстий в распределительном коллекторе рециркулята (см. фиг. 1-2) определены расчетами, и их эффективность подтверждена натурными испытаниями.The design, location, configuration, size and number of holes in the distribution manifold of the recycle (see Fig. 1-2) are determined by calculations, and their effectiveness is confirmed by field tests.

Claims

A film evaporator for dehydration of fuel oil, consisting of the lower and upper chambers, in the upper chamber there is a distribution manifold of raw materials and heat exchange pipes, characterized in that in addition to the distribution manifold of raw materials, a distribution collector of recirculate is installed.