RU171666U1

RU171666U1 - Installation for sulfation of liquids in sugar production

Info

Publication number: RU171666U1
Application number: RU2017104606U
Authority: RU
Inventors: Владимир Олегович Городецкий; Семен Олегович Семенихин; Наталья Ивановна Котляревская
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2017-06-08

Abstract

Полезная модель относится к сахарной промышленности, а именно к оборудованию для сульфитации жидкостей - соков, сиропов и экстрагента для диффузионного процесса, а также для сульфитации клеровок при переработке тростникового сахара-сырца.Предложена установка для сульфитации жидкостей сахарного производства, включающая печь для сжигания серы, связанный с ней трубопроводом циклон, струйный сульфитатор, корпус которого соединен с эжектором, содержащим камеру смешивания, снабженную патрубком подвода сернистого газа, и средство подвода сульфитируемой жидкости - центробежно-струйную форсунку, представляющую собой камеру закручивания с соплом, выполненную в кожухе и имеющую четыре овальные отверстия, расположенные через 90°, и снабженную штоком с поршнем, обеспечивающим частичное перекрывание площади сечения овальных отверстий.Реализация полезной модели позволит повысить эффект сульфитационной обработки за счет 100%-ной утилизации сернистого газа в результате повышения интенсивности массообмена и, как следствие, сократить расход технической серы на 5-10%.The utility model relates to the sugar industry, namely, equipment for sulphitation of liquids - juices, syrups and extractant for the diffusion process, as well as for sulphitation of cleverings during the processing of raw cane sugar. a cyclone connected to it by a pipeline, a jet sulfitator, the body of which is connected to an ejector containing a mixing chamber, equipped with a supply pipe for sulfur dioxide, and means for supplying liquid - a centrifugal jet nozzle, which is a swirling chamber with a nozzle, made in the casing and having four oval holes located 90 ° apart and equipped with a piston rod that partially overlaps the cross-sectional area of the oval holes. Implementation of the utility model will increase the effect of sulfite processing due to 100% utilization of sulfur dioxide as a result of increasing the intensity of mass transfer and, as a result, reduce the consumption of technical sulfur by 5-10%.

Description

Полезная модель относится к сахарной промышленности, а именно к оборудованию для сульфитации жидкостей - соков, сиропов и экстрагента для диффузионного процесса, а также для сульфитации клеровок при переработке тростникового сахара-сырца.The utility model relates to the sugar industry, and in particular to equipment for sulphitating liquids - juices, syrups and extractant for the diffusion process, as well as for sulphonation of skeletons during the processing of raw cane sugar.

Известна установка для сульфитации жидкостей сахарного производства, включающая струйный сульфитатор, содержащий корпус, снабженный эжектором. Камера смешивания последнего содержит средство подвода сульфитируемой жидкости и патрубок подвода сернистого газа. Средство подвода сульфитируемой жидкости представляет собой центробежно-струйную форсунку. Форсунка содержит цилиндрическую камеру закручивания с соплом для ульфитируемой жидкости, снабженную подводящим патрубком, подключенным к ней таким образом, что его продольная ось смещена относительно поперечной оси камеры (Патент РФ №2184783, опубл. 10.07.2002 г.).A known installation for sulfitation of liquids in sugar production, including a jet sulfitator containing a housing equipped with an ejector. The mixing chamber of the latter contains means for supplying sulfitated liquid and a nozzle for supplying sulfur dioxide. The means for supplying sulfitated liquid is a centrifugal jet nozzle. The nozzle contains a cylindrical swirling chamber with a nozzle for the ultrafitered fluid, equipped with a supply pipe connected to it in such a way that its longitudinal axis is offset relative to the transverse axis of the chamber (RF Patent No. 2184783, publ. July 10, 2002).

К недостаткам данной установки относится то, что вследствие одностороннего подвода сульфитируемой жидкости в камеру закручивания затруднено поддержание постоянного угла распыла сульфитируемой жидкости и оптимальной величины коэффициента эжекции. В результате этого процесс поглощения сернистого газа с последующим его растворением и образованием в обрабатываемой жидкости сульфит-ионов не соответствует условиям протекания эффективного массообмена.The disadvantages of this installation include the fact that due to the one-sided supply of sulfitated liquid into the swirl chamber, it is difficult to maintain a constant spray angle of sulfitated liquid and the optimal value of the ejection coefficient. As a result of this, the process of absorption of sulfur dioxide with its subsequent dissolution and the formation of sulfite ions in the liquid being processed does not correspond to the conditions of effective mass transfer.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является установка для сульфитации жидкостей сахарного производства, включающая струйный сульфитатор, корпус которого соединен с эжектором, содержащим камеру смешивания, снабженную патрубком подвода сернистого газа и средство подвода сульфитируемой жидкости - центробежно-струйную форсунку, при этом центробежно-струйная форсунка представляет собой камеру закручивания с соплом, выполненную в кожухе и имеющую три овальных отверстия, расположенных через 120° таким образом, что их продольные оси смещены под определенным углом относительно продольной оси камеры, при этом часть линий взаимного пересечения каждой из поверхностей овального отверстия с цилиндрической камерой закручивания расположена тангенциально относительно поверхности камеры, а часть - радиально к последней (Патент РФ на полезную модель №124680, опубл. 10,02,2013 г.).The closest technical solution to the claimed one is a plant for the sulfation of liquids of sugar production, including a jet sulfitator, the body of which is connected to an ejector containing a mixing chamber, equipped with a supply pipe for sulfur dioxide and a means for supplying sulfitated liquid - a centrifugal jet nozzle, while a centrifugal jet nozzle represents a twisting chamber with a nozzle, made in the casing and having three oval holes located at 120 ° so that their the axes are offset at a certain angle relative to the longitudinal axis of the chamber, with some of the lines of mutual intersection of each surface of the oval hole with a cylindrical twisting chamber located tangentially relative to the surface of the chamber, and part radially to the latter (RF Patent Utility Model No. 124680, publ. 10 02.2003 g.).

К недостаткам установки следует отнести то, что наличие только трех овальных отверстий, через которые подается на обработку жидкость не обеспечивает равномерный угол раскрытия мелкодисперсного факела распыла подаваемой жидкости и, как следствие, равномерного заполнения всего сечения камеры смешивания, что приводит к снижению поверхности контактирования жидкости с сернистым газом, а также к снижению растворимости последнего, т.е., в целом, к снижению эффективности процесса массообмена. Кроме этого, недостатком установки является отсутствие возможности регулирования потока жидкости, поступающей в камеру закручивания, особенно в случае значительного снижения количества жидкости, подаваемой на обработку.The disadvantages of the installation include the fact that the presence of only three oval holes through which the liquid is fed to the treatment does not provide a uniform opening angle of the finely dispersed spray of the supplied liquid and, as a result, uniform filling of the entire cross section of the mixing chamber, which leads to a decrease in the contact surface of the liquid with sulfur dioxide, as well as to reduce the solubility of the latter, i.e., in general, to reduce the efficiency of the mass transfer process. In addition, the disadvantage of the installation is the inability to control the flow of fluid entering the swirl chamber, especially in the case of a significant reduction in the amount of fluid supplied to the processing.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение эффективности сульфитационной обработки жидкости за счет полной утилизации сернистого газа и сокращение расхода технической серы.The technical result of the claimed utility model is to increase the efficiency of sulphite treatment of the liquid due to the complete utilization of sulfur dioxide and reduce the consumption of technical sulfur.

Технический результат достигается тем, что установка для сульфитации жидкостей сахарного производства, включающая струйный сульфитатор, корпус которого соединен с эжектором, содержащим камеру смешивания, снабженную патрубком подвода сернистого газа, и средство подвода сульфитируемой жидкости - центробежно-струйную форсунку, представляющую собой камеру закручивания с соплом, выполненную в кожухе и имеющую овальные отверстия, при этом камера закручивания имеет четыре овальных отверстия, расположенных через 90°, и снабжена штоком с поршнем, обеспечивающим частичное перекрывание площади сечения овальных отверстий. Использование камеры закручивания с подачей обрабатываемой жидкости через четыре овальных отверстия способствует поддержанию постоянного угла распыла обрабатываемой жидкости с достижением оптимального коэффициента эжекции, что позволяет стабилизировать заданное значение рН жидкости, обусловленное необходимой концентрацией в ней сульфит-ионов.The technical result is achieved by the fact that the installation for sulphitation of liquids of sugar production, including a jet sulfitator, the body of which is connected to an ejector containing a mixing chamber equipped with a supply pipe for sulfur dioxide, and a means for supplying sulfitated liquid is a centrifugal jet nozzle, which is a swirl chamber with a nozzle made in the casing and having oval holes, while the twisting chamber has four oval holes located through 90 °, and is equipped with a piston rod it, providing partial overlap of the cross-sectional area of the oval holes. The use of a swirl chamber with the feed of the treated fluid through four oval openings helps to maintain a constant spray angle of the treated fluid with the achievement of the optimal ejection coefficient, which makes it possible to stabilize the preset pH value of the fluid due to the required concentration of sulfite ions in it.

На фиг. 1 изображена схема установки для сульфитации жидкостей сахарного производства. На фиг. 2 - продольный разрез центробежно-струйной форсунки с камерой закручивания; на фиг. 3 - поперечный разрез по А-А фиг. 2.In FIG. 1 shows a diagram of an apparatus for sulfitating liquids in sugar production. In FIG. 2 is a longitudinal section of a centrifugal jet nozzle with a swirl chamber; in FIG. 3 is a cross-section along aa of FIG. 2.

Установка содержит струйный сульфитатор 1, корпус 2 которого тангенциально соединен с эжектором 3, который состоит из камеры смешивания 4, кожуха 5 и центробежно-струйной форсунки 6. Камера смешивания 4 снабжена патрубком подвода сернистого газа 7, который расположен за пределами конуса распыла жидкости и снабжена поршнем со штоком 8. Оснащение камеры закручивания поршнем со штоком 8 позволяет осуществлять оперативное регулирование количества поступающей на обработку жидкости. Корпус 2 струйного сульфитатора 1 имеет отводящий патрубок 9 для сульфитированной жидкости и патрубок 10 для отвода отработанного газа в атмосферу. Эжектор 3 содержит средство для подвода сульфитируемой жидкости 6, которое представляет собой центробежно-струйную форсунку.The installation contains a jet sulfitator 1, the housing 2 of which is tangentially connected to the ejector 3, which consists of a mixing chamber 4, a casing 5 and a centrifugal jet nozzle 6. The mixing chamber 4 is equipped with a sulfur dioxide supply pipe 7, which is located outside the liquid spray cone and is equipped with a piston with a rod 8. Equipping the swirl chamber with a piston with a rod 8 allows for the operational control of the amount of liquid entering the processing. The housing 2 of the jet sulfitator 1 has a discharge pipe 9 for sulfitated liquid and a pipe 10 for exhaust gas to the atmosphere. The ejector 3 comprises means for supplying a sulfitated liquid 6, which is a centrifugal jet nozzle.

Центробежно-струйная форсунка (фиг. 2 и 3) имеет цилиндрическую камеру закручивания 11 и сопло 12, соосно присоединенные к камере смешивания 4. Камера закручивания 11 помещена в кожух 5, снабженный подводящим патрубком для жидкости 13, и имеет четыре овальных отверстия 14, расположенных через 90° таким образом, что их продольные оси смещены под углом относительно продольной оси камеры, при этом часть линий взаимного пересечения поверхности каждого овального отверстия с цилиндрической камерой закручивания расположена тангенциально относительно поверхности камеры, а часть - радиально к последней.The centrifugal jet nozzle (FIGS. 2 and 3) has a cylindrical swirl chamber 11 and a nozzle 12 coaxially connected to the mixing chamber 4. The swirl chamber 11 is placed in a casing 5 provided with a fluid inlet pipe 13 and has four oval openings 14 located through 90 ° so that their longitudinal axes are offset at an angle relative to the longitudinal axis of the chamber, while some of the lines of mutual intersection of the surface of each oval hole with a cylindrical twisting chamber are tangentially relative overhnosti camera, and some - radially to the latter.

Установка для сульфитации жидкостей сахарного производства работает следующим образом. Сернистый газ (SO₂) под действием разрежения поступает в камеру смешивания 4 через патрубок 7. Жидкость, подлежащая сульфитации, насосом подается через патрубок 13 в пространство между стенкой кожуха 5 и стенкой камеры закручивания 11 центробежно-струйной форсунки (фиг. 2). В камеру закручивания 11 жидкость поступает равномерно через четыре овальных отверстия 14 (фиг. 2 и 3) таким образом, что часть жидкости подается тангенциально и приобретает максимальный момент вращения относительно оси камеры закручивания, а часть жидкости, направляемая в камеру радиально, имеет нулевой момент вращения и движется в центральной части камеры прямолинейно вдоль ее оси. В результате взаимодействия закрученного и осевого потоков на выходе из сопла 12 формируется заполненный конус распыла жидкости по всему сечению камеры смешивания 4. Струя распыленной жидкости, взаимодействуя с газовой фазой, передает ей кинетическую энергию. В результате интенсивного тепло- и массообмена сернистый газ практически мгновенно охлаждается до температуры жидкости и поглощается ею с образованием сульфит-ионов. В камере смешивания 4 образуется разрежение, которое обеспечивает поступление сернистого газа (SO₂).Installation for sulfation of liquids in sugar production works as follows. Sulfur gas (SO ₂ ) under the influence of rarefaction enters the mixing chamber 4 through the nozzle 7. The fluid to be sulfitated is pumped through the nozzle 13 into the space between the wall of the casing 5 and the wall of the swirl chamber 11 of the centrifugal jet nozzle (Fig. 2). The fluid enters the swirl chamber 11 evenly through four oval openings 14 (FIGS. 2 and 3) so that part of the fluid moves tangentially and acquires a maximum torque relative to the axis of the swirl chamber, and the part of the fluid directed radially into the chamber has zero rotation moment and moves in the central part of the chamber rectilinearly along its axis. As a result of the interaction of the swirling and axial flows at the exit from the nozzle 12, a filled liquid spray cone is formed over the entire cross section of the mixing chamber 4. The atomized liquid jet, interacting with the gas phase, transfers kinetic energy to it. As a result of intense heat and mass transfer, sulphurous gas is almost instantly cooled to the temperature of the liquid and is absorbed by it with the formation of sulfite ions. In the mixing chamber 4, a vacuum is formed, which provides the flow of sulfur dioxide (SO ₂ ).

Полученная газожидкостная смесь тангенциально поступает в корпус 2 жидкостно-струйного сульфитатора 1, где под действием центробежных сил смесь разделяется на жидкую и газовую фазы. Сульфитированная жидкость по патрубку 9 подается на следующие стадии обработки, а отработанный газ, практически не содержащий сернистого ангидрида, удаляется через патрубок 10 в атмосферу.The resulting gas-liquid mixture tangentially enters the housing 2 of the liquid-jet sulfitator 1, where, under the action of centrifugal forces, the mixture is divided into liquid and gas phases. Sulfonated liquid through the pipe 9 is supplied to the following processing stages, and the exhaust gas, which is practically free of sulfur dioxide, is removed through the pipe 10 into the atmosphere.

Заявляемая установка для сульфитации жидкостей сахарного производства позволяет, по сравнению с прототипом, повысить эффект сульфитационной обработки за счет 100%-ной утилизации сернистого газа в результате повышения интенсивности массообмена и, как следствие, сократить расход технической серы на 5-10%.The inventive installation for sulfitation of liquids in sugar production allows, in comparison with the prototype, to increase the effect of sulfitation treatment due to 100% utilization of sulfur dioxide as a result of increasing the intensity of mass transfer and, as a result, to reduce the consumption of technical sulfur by 5-10%.

Заявляемая установка может использоваться в сахарном производстве для сульфитации соков, сиропов и экстрагента, подаваемого на диффузию, а также для обработки клеровок при переработке сахара-сырца.The inventive installation can be used in sugar production for the sulfation of juices, syrups and extractant supplied for diffusion, as well as for the treatment of cleverings in the processing of raw sugar.

Claims

Installation for sulphitation of liquids in sugar production, including a jet sulfitator, the body of which is connected to an ejector containing a mixing chamber, equipped with a nozzle for supplying sulfur dioxide, and means for supplying a sulfitated liquid - a centrifugal jet nozzle, which is a swirl chamber with a nozzle, made in the casing and having oval holes, characterized in that the twisting chamber has four oval holes located through 90 °, and is equipped with a piston rod, providing partial overlapping cross-sectional area of oval holes.