RU1780796C - Выпарной аппарат - Google Patents

Abstract

Использование изобретени : дл  концентрировани  растворов путем непосредственного контакта раствора с газообразным теплоносителем. Сущность изобретени : аппарат содержит корпус, выполненный в виде тела вращени  с крышкой , патрубками подачи исходного раствора , отвода концентрированного раствора и паровой смеси. В нижней части корпуса установлена камера дл  теплоносител , выполненна  в виде кольцевой полости, охватывающей корпус. Патрубки подачи исходного раствора расположены тангенциально к боковой поверхности корпуса и выполнены в виде конфузора, цилиндрического участка и диффузора, наход щегос  в камере дл  теплоносител . Конфузор, цилиндрический участок и диффузор составл ют трубу Вентури, причем цилиндрический участок может быть изготовлен из пористого материала или составлен из пакета шайб с радиальными каналами. 3 ил. I -О

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к выпарным аппаратам химических, пищевых и других производств , в частности, к аппаратам дл  концентрировани  растворов путем непосредственного контакта раствора с газообразным теплоносителем.

Известен выпарной аппарат дл  концентрировани  растворов путем непосредственного контакта с газообразным теплоносителем, содержащий корпус с крышкой, патрубки подачи исходного раствора , отвода упаренного раствора и парогазовой смеси, укрепленную на крышке барботажную трубу с концентрично расположенной циркул ционной трубой, причем в кольцевом пространстве между циркул ционной и барботажной трубами размещена бэрботажна  решетка.

Недостатком описанной конструкции  вл етс  малоэффективное использование потенциала теплоносител , так как последний барботирует в жидкость в виде пузырей большого единичного объема.

Известен выпарной аппарат, содержащий корпус с крышкой, патрубки подачи исходного раствора, отвода упаренного раствора и парогазовой смеси, укрепленную на крышке барботажную трубу, на нижнем конце которой выполнены боковые радиальные отверсти . Эта конструкци  не устран ет недостатков вышеописанного аппарата .

Известен выпарной аппарат, содержащий корпус с крышкой, патрубки подачи исходного раствора и парогазовой смеси, укрепленную на крышке барботажную труХ| 00 О v| Ч) Os

бу, на нижнем конце которой выполнены боковые тангенциальные отверсти ,

Эта конструкци  частично устран ет указанный выше недостаток за счет частичного дроблени  газовых пузырей вращающимс  потоком жидкости. Однако дисперсность дроблени  очень неравномерна и далека от мелкодисперсной. Поэтому сохран етс  главный недостаток вышеописанных конструкций: малоэффективное использование потенциала теплоносител , а значит повышенный расход топлива.

Наиболее близким аналогом за вл емого устройства по технической сущности и достигаемому результату прин тым в качестве прототипа  вл етс  аппарат погружного горени , содержащий корпус с крышкой, патрубки подачи исходного раствора, отвода упаренного раствора и парогазовой смеси , укрепленную на крышке барботажную трубу, на нижнем конце которой выполнены боковыетангенциальные отверсти , причем эти отверсти  закрыты дисперг аторами из пористого материала.

Недостатком этого аппарата  вл етс  также сравнительно высокий расход топлива ввиду неполного использовани  потенциала теплоносител , так как мелкодисперсна  фаза, прежде чем будет увеличена вращающимс  потоком жидкости , продолжительное врем  находитс  в зоне, неучаствующей во вращатёлытб м движении и, следовательно, в перемешивании газовых пузырьков с жидкостью, что приводит к агрегатированию мелкодисперсных пузырьков на более крупные, которые стремительно удал ютс  из жидкости.

Целью предполагаемого изобретени   вл етс  сокращение расхода топлива за счет более полного использовани  потенциала теплоносител .

Указанна  цель достигаетс  тем, что теплообмен между теплоносителем и раствором происходит в мелкодисперсной фазе , обеспечиваемой конструкцией аппарата, который сбдержит корпус с крышкой , патрубки подами исходного раствора в корпус, отвода из нёго упаренного раствора и парогазовой смеси, а также камеру дл  теплоносител , выполненную в виде охватывающей корпус кольцевой полости, причем каждый патрубок подачи исходного раствора установлен тангенциально боковой поверхности корпуса и выполнен в виде трубы Вентури, цилиндрическа  часть кото- ройШходитс  в камере дл  теплоносител . При этом цилиндрические участки труб Вентури изготовлены из пористого материала (вариант неконтролируемого насыщени )

или набраны из пакета шайб с притертыми боковыми поверхност ми, снабженными радиальными каналами глубиной а, устанавливаемой в зависимости от потребной

дисперсности газовой фазы.

Выполнение каждого патрубка подачи исходного раствора в виде трубы Вентури, цилиндрическа  часть которой находитс  в камере дл  теплоносител , позвол ет при0 дать потоку исходного раствора высокую скорость движени , способствующую всасыванию струй газового теплоносител  и, таким образом, насыщению раствора газом, в результате чего в конфузор трубы Вентури

5 выходит высокократна  пена.

Расположение каждого патрубка подачи исходного раствора тангенциально к боковой поверхности корпуса позвол ет создать в нем вращающийс  поток высоко0 кратной пены дл  разделени  ее за счет центробежной силы на пену и жидкость. Последн   как компонент раствора с большей плотностью отбрасываетс  к периферии корпуса, а пена, обладающа  меньшей плот5 ностью, заполн ет его центральную часть и под воздействием вновь поступающей в корпус пены поднимаетс  на поверхность вращающегос  потока.

Жидкость (упаренный раствор) собира0 етс  в нижней части корпуса и выводитс  из него. Разрушение парогазовых пузырьков пены происходит за счет превышени  давлени  в замкнутом объеме пузырька по сравнению с давлением в корпусе.

5 Выполнение цилиндрического участка

трубы Вентури из пористого материала либо

из пакета шайб с притертыми плоскост ми,

имеющими радиальные каналы позволит

значительно уменьшить поперечное сече0 ние струи газа, и, таким образом, уменьшить диаметр образующихс  -пузырьков пены при одновременном увеличении их количества , что в конечном счете позволит интенсифицировать процесс теплообмена между

5 газом и исходным раствором.

Указанные признаки обеспечивают достижение цели изобретени .

Сравнение за вл емого технического решени  с прототипом позволило устано0 вить соответствие его критерию новизна. При изучении других известных технических решений в данной области техники, признаки, отличающие за вл емое техническое решение от прототипа, не были вы в5 лены и поэтому они обеспечивают за вл емому техническому решению соответствие критерию существенные отличи .

На фиг. 1 изображен общий вид выпар- но го аппарата, продольный разрез; на фиг.

2- разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2 (вариант исполнени  цилиндрической части трубы Вентури из пакета шайб).

Выпарной аппарат дл  концентрирова- ни  растворов путем непосредственного контакта с газообразным теплоносителем содержит корпус 1, выполненный в виде тела вращени , с крышкой 2, патрубками подачи исходного раствора 3, отвода концентрированного раствора 4 и парогазовой смеси 5. В нижней части корпуса 1 установлена камера дл  теплоносител  б, выполненна  в виде кольцевой полости, охватывающей корпус. Каждый из патрубков

3расположен тангенциально к боковой поверхности корпуса 1 и выполнен в виде кон- фузора 7, цилиндрического участка 8, наход щегос  в камере дл  теплоносител 

6 и диффузора 9..

Конфузор 7, цилиндрический участок 8 и диффузор 9, соединенные между собой, составл ют трубу Вентури, причем цилиндрический участок 8 может быть изготовлен из пористого материала или составлен из пакета шайб 10 с притертыми боковыми поверхност ми и нанесенными на них радиальными каналами 11,

Размер а канала 11 подгон етс  путем шлифовани  боковой поверхности шайбы 10, что позвол ет получать струю теплоно- сител  заданного размера.

В верхней части корпуса 1 установлен сепаратор 12, например, жалюзийного типа .

Выпарной аппарат работает следующим образом.

Раствор, подлежащий упариванию, подаетс  в аппарат по патрубку 3. Газообразный теплоноситель, например, продукты сгорани  топлива, из камеры дл  теплоносител  б через пористый материал, либо каналы 11 в пакете шайб 10 цилиндрического участка трубы Вентури подаетс  в виде ра- диально направленных струй в полость тру- бы Вентури, в область высокой скорости движени  жидкости.

Газовые струи пересекаютс  потоком жидкости и, таким образом, в диффузор 9 выходит высокократна  пена, котора  вво- дитс  в полость корпуса 1 тангенциально.

За счет центробежной силы вращающегос  в корпусе 1 потока происходит разделение высокократной пены на жидкость и пену. Жидкость, как компонент смеси с большей плотностью, отбрасываетс  к периферии корпуса 1, собираетс  в его нижней части и выводитс  через патрубок 4 из полости аппарата.

Пена, обладающа  меньшей плотностью , заполн ет центральную часть корпуса 1 и под воздействием вновь поступающей в корпус смеси поднимаетс  на поверхность вращающегос  потока.

Разрушение оболочки парогазовых пузырьков происходит за счет превышени  давлени  в замкнутом объеме пузырька по сравнению с давлением в корпусе 1,

Освободивша с  парогазова  смесь очищаетс  от капель жидкости в сепараторе 12 и через патрубок 5 в крышке 2 выводитс  из объема аппарата.

Изобретение позвол ет значительно снизить расход топлива на упаривание растворов за счет интенсификации теплообмена жидкости и теплоносител , т.е. более эффективного использовани  тепла, а также уменьшить накипеобразование, что значительно повысит надежность работы аппарата .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Выпарной аппарат, содержащий цилиндрический корпус с крышкой, сепаратор, размещенный в верхней части корпуса, камеру дл  теплоносител , и патрубки подачи исходного продукта и отвода упаренного раствора и парогазовой смеси, отличающийс  тем, что, с целью снижени  удельного расхода топлива за счет интенсификации теплообмена, камера дл  теплоносител  выполнена кольцеобразной и присоединена снаружи к корпусу, а патрубок подачи исходного раствора установлен тангенциально к корпусу и выполнен в виде трубы Вентури, цилиндрическа  часть которой размещена в камере дл  теплоносител , при этом цилиндрическа  часть трубы Вентури выполнена в виде герметично и соосно соединенных между собой шайб с радиальными каналами или из пористого материала.

   П

   1

   i

   у

   Шг.1

   Фиг.2

   Фиг.З