RU1790967C

RU1790967C - Distiller

Info

Publication number: RU1790967C
Application number: SU914918299A
Authority: RU
Inventors: Николай Степанович Артемов; Эдуард Ильич Симаненков; Владимир Николаевич Артемов; Виктор Николаевич Макарцев; Анатолий Константинович Андрианов
Original assignee: Инженерный Центр При Тамбовском Опытном Заводе Химического Машиностроения "Комсомолец"
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1993-01-30

Description

Изобретение относитс к устройствам дл дистилл ции (выпаривани ) жидкостей в котлах или перегонных кубах и может быть использовано дл получени дистиллированной воды путем испарени исходной воды и последующей конденсации вод ного пара. ,The invention relates to devices for the distillation (evaporation) of liquids in boilers or distillation cubes and can be used to produce distilled water by evaporating the source water and then condensing the water vapor. ,

Известен дистилл тор, содержащий, выполненный в виде емкости, снабженной нагревателем, кип тильник, соединенный с конденсационной камерой, в верхней части которой расположена охлаждающа емкость, половина которой погружена в полость конденсационной камеры. Охлаждающа емкость снабжена регул тором уровн и термостатическим выпускным клапаном и соединена переливным трубопроводом с емкостью кип тильника. Конденсационна камера одновременно вл етс сборником гор чего дистилл та и снабжена запорной арматурой и дополнительной системой подогрева дистилл та.A distillation apparatus is known which comprises, in the form of a container provided with a heater, a boiler connected to a condensation chamber, in the upper part of which there is a cooling container, half of which is immersed in the cavity of the condensation chamber. The cooling tank is equipped with a level controller and a thermostatic exhaust valve and is connected by an overflow pipe to the boiler capacity. The condensation chamber is at the same time a collection of hot distillate and is equipped with shutoff valves and an additional heating system for the distillate.

Такой дистилл тор пригоден дл получени небольших объемов дистилл та, так как конденсаци происходит только на половине внешней поверхности охлаждающей емкости. При работе такого устройства при температуре, близкой к температуре кипени воды, установка будет характеризоватьс большими потер ми тепла через внешние теплопередающие поверхности, а при работе при пониженных температурах кип тильник будет расходовать дополнительную энергию на подогрев подаваемой на испарение воды. При любых промежуточных температурных режимах та,кой дистилл тор характеризуетс большими потер ми тепла через внешние теплопередающие поверхности охлаждающей камеры и за счет уноса тепла охлаждающей водой.Such a distiller is suitable for producing small volumes of distillate, since condensation occurs only on half of the outer surface of the cooling vessel. When operating such a device at a temperature close to the boiling point of water, the installation will be characterized by large heat losses through external heat transfer surfaces, and when operating at low temperatures, the boiler will expend additional energy to heat the water supplied for evaporation. At any intermediate temperature conditions, such a distiller is characterized by large losses of heat through the external heat transfer surfaces of the cooling chamber and due to the entrainment of heat by cooling water.

Известен также аппарат дл дегазации и дистилл ции воды, содержащий сосуд с исходной водой, в котором помещен конденсатор в виде трубы. Аппарат содержит расположенный вне сосуда кип тильник, соединенный с сосудом исходной воды и установленный относительно сосуда так, чтобы поддерживать в кип тильнике заданный уровень воды. Аппарат содержит устройство дл нагревани воды в кип тильнике и периодического вытеснени ее из кип тильника .A water degassing and distillation apparatus is also known, comprising a vessel with feed water in which a condenser is placed in the form of a pipe. The apparatus comprises a booster located outside the vessel, connected to the source water vessel and mounted relative to the vessel so as to maintain a predetermined water level in the boiler. The apparatus comprises a device for heating water in the boiler and periodically displacing it from the boiler.

.Однако такое устройство характеризуетс недостаточной производительностью из-за пульсирующего режима работы кип тильника . Нагревательное устройство генерирует , тепло при температуре, достаточной дл образовани большего количества вод ного пара, чем может выходить из верхнего выхода кип тильника, в результате чего в кип тильнике создаетс давление, достаточное дл вытеснени воды, наход щейс в кип тильнике, обратно в сосуд через входHowever, such a device is characterized by insufficient productivity due to the pulsating mode of operation of the boiler. The heating device generates heat at a temperature sufficient to generate more water vapor than it can leave the upper outlet of the boiler, as a result of which sufficient pressure is generated in the boiler to displace the water in the boiler back into the vessel through input

воды. Вытеснение воды из кип тильника продолжаетс до тех пор, пока уровень воды в кип тильнике не понизитс и кипение не прекратитс , после этого вода вновь заполн ет кип тильник до заданного уровн . Такой пульсирующий режим работы кип тильника вызывает не только снижение производительности за счет периодического прекращени процесса испарени , но и дополнительные затраты времени и теплаwater. The displacement of water from the boiler continues until the water level in the boiler decreases and the boiling stops, after which the water again refills the boiler to a predetermined level. Such a pulsating mode of operation of the boiler causes not only a decrease in productivity due to the periodic termination of the evaporation process, but also an additional expenditure of time and heat

на разогрев всей массы наход щейс в кип тильнике воды до температуры ее кипени . Другим недостатком известного устройства вл ютс потери тепла с вытесн емой из кип тильника жидкостью, которое выводитс изheating the entire mass of water in the boiler to its boiling point. Another disadvantage of the known device is heat loss with liquid displaced from the boiler, which is removed from

установки вместе с охлаждающей жидкостью. Вынесение за пределы емкости кип тильника , использование в качестве конденсатора трубы и применение нагревател с производительностью большей, чем производительность конденсатора, обуславливает повышенные габариты устройства и материа- лоемкость, .installations together with a cooling liquid. Extraction of the boiler beyond the limits of capacity, use of a pipe as a condenser and use of a heater with a capacity greater than the capacity of the condenser causes increased dimensions of the device and material consumption,.

Целью изобретени вл етс повышение производительности и уменьшение материалоемкости и габаритов дистилл тора, Поставленна цель достигаетс тем, что в дистилл торе, содержащем емкость-холодильник с исходной водой, кип тильник, снабженный электрическим нагревателем,The aim of the invention is to increase productivity and reduce the consumption of materials and dimensions of the distiller. The goal is achieved in that in the distiller containing a container-cooler with source water, a boiler equipped with an electric heater

сепаратор пара, конденсатор и устройство дл регулировани производительности по дистилл ту, конденсатор выполнен в виде размещенных в емкости-холодильнике на разной высоте герметичных емкостей, образеванных концентрически расположенными относительно друг друга цилиндрическими оболочками, снабженными отверсти ми в верхней части дл подвода пара и патрубками в нижней части дл подвода пара и патрубками в нижней части дл отвода дистилл та , внутри которых в нижних част х установлен кип тильник, при этом полость между внутренней оболочкой конденсатора и обечайкой кип тильника соединена с кип - тильником трубопроводом через устройство дл регулировани производительности по дистилл ту в виде подвижной по высоте воронки , а сепаратор выполнен в виде пластин, закрепленных одна над другой по спирали.a steam separator, a condenser and a device for controlling the distillate capacity, the condenser is made in the form of sealed containers placed in a refrigerator at different heights, formed by cylindrical concentrically arranged relative to each other shells equipped with holes in the upper part for supplying steam and nozzles in the lower parts for supplying steam and nozzles in the lower part for discharging distillate, inside which a boiler is installed in the lower parts, with a cavity between the inner The condenser box and the boiler shell are connected to the boiler by piping through a device for controlling the capacity of the distillate in the form of a funnel movable in height, and the separator is made in the form of plates mounted one above the other in a spiral.

На чертеже изображен продольный разрез дистилл тора.The drawing shows a longitudinal section of a distillator.

Дистилл тор содержит емкость-холо- .дильник 1, к днищу которого приварена обечайка 2, образующа с днищем открытую сверху емкость-кип тильник. Между внешней обечайкой емкости 1 и обечайкой 2 на крышке 3 закреплены конденсаторы 4 (внутренний ) и 5 (внешний), выполненные в виде концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических оболочек, снабженных в верхней части отверсти ми 6 дл подвода пара, а в нижней - патрубками 7 отвода дистилл та. Емкость-холодильник 1 в верхней части снабжена патрубком с запорным органом 8 дл подачи опресн емой воды . В нижней части емкости-кип тильник установлены электрические нагреватели в виде электродов 9, электрододержатели 10 которых установлены на крышке 3 в изол торах .11, клеммные концы которых закрыты кожухом 12, в нижней части емкости-кип тильника установлен патрубок 13, соединенный с запорным органом 14 и трубопроводом 15, который одним концом соединен с воронкой 16, а другим, снабженным отражательной шайбой 17, проходит через патрубок 13 в емкость-кип тильник. Трубопровод 15 и патрубок ооронки 16 соединены подвижно посредством уплотиительного устройства 18. Полость, заключенна между обечайкой 2 и внутренней поверхностью конденсатора 4, в нижней части соединена с трубопроводом 19, в верхней части которого в уплотнительном устройстве 20 одним концом установлен с возможностью перемещени в вертикальной плоскости П-образный трубопровод 21, второй конец его развернут в воронку 16, наивысша точка его снабжена отверстием 22 дл сброса воздуха. Наэлектрододержзтел х Юзакреплены выполн ющие функции сепаратора пароотра- жательные пластины 23, выполненные в виде сегментов с диаметром, равным внешнему диаметру электродов 9.The distillator contains a cold storage tank 1, to the bottom of which a shell 2 is welded, forming with a bottom an open heating tank at the top. Condensers 4 (internal) and 5 (external) are fixed between the outer shell of the tank 1 and the shell 2 on the lid 3, made in the form of cylindrical shells concentrically arranged relative to each other and provided with holes 6 for supplying steam in the upper part and nozzles in the lower part 7 distillation taps. The cooler tank 1 in the upper part is equipped with a nozzle with a shut-off element 8 for supplying desalinated water. Electric heaters in the form of electrodes 9 are installed in the lower part of the boiler, the electrode holders 10 of which are mounted on the cover 3 in insulators .11, the terminal ends of which are closed by a casing 12, a pipe 13 is connected to the shutoff body in the lower part of the boiler 14 and a pipe 15, which is connected at one end to a funnel 16, and the other, equipped with a reflective washer 17, passes through the pipe 13 into the boiler-boiler. The pipe 15 and the nozzle of the funnel 16 are movably connected by means of a sealing device 18. The cavity enclosed between the shell 2 and the inner surface of the capacitor 4 is connected in the lower part to the pipe 19, in the upper part of which is installed in the sealing device 20 with the possibility of movement in a vertical plane The U-shaped pipe 21, its second end is deployed in a funnel 16, its highest point is provided with an opening 22 for venting air. On the electrode-holders, steam-deflecting plates 23, which perform the functions of a separator, are made in the form of segments with a diameter equal to the outer diameter of the electrodes 9.

Дистилл тор работает следующим образом .The distillator works as follows.

Исходна вода через запорный 8 поступает в зазор между обечайкой емкости-хо- лодильника 1 и наружной поверхностью конденсатора 5 и через нижний зазор перетекает в кольцевую щель между внутренней поверхностью конденсатора 5 и наружной поверхностью конденсатора 4, откуда, перелива сь через верхнюю кромку конденсатора 4, поступает в зазор между обечайкой 2 и внутренней поверхностью конденсатора 4 и по трубопроводу 19 перетекает в воронку 16, из которой по трубопроводу 15 поступает в кип тильник. После заполнени полости кип тильника до уровн верхнего среза электродов 9 на электрододержатели 10 подаетс электрическое напр жение, обычно 220 или 380 В. При прохожденииThe source water through the shut-off 8 enters the gap between the shell of the refrigerator 1 and the outer surface of the condenser 5 and flows through the lower gap into the annular gap between the inner surface of the condenser 5 and the outer surface of the condenser 4, from where it overflows through the upper edge of the condenser 4, enters the gap between the shell 2 and the inner surface of the capacitor 4 and flows through the pipe 19 to the funnel 16, from which it enters the boiler through the pipe 15. After filling the cavity of the boiler to the upper cut-off level of the electrodes 9, an electrical voltage, typically 220 or 380 V, is applied to the electrode holders 10.

через жидкость электрического тока происходит разогрев опресн емой воды, котора начинает кипеть. Выдел ющийс при этом пар заполн ет верхнюю часть емкости 1 и, обтека пластины 23, освобождаетс от капельной жидкости, захваченной паром при кипении. Проход через патрубки 6, пар поступает во внутренние полости конденсаторов 4 и 5, в которых конденсируетс , отдава тепло воде, поступающей через запорный орган 8 на подпитку. Дистилл т, образующийс в конденсаторах 4 и 5, через патрубки 7 отводитс на потребление как конечный продукт, а вода с повышенным содержанием солей периодически сбрасываетс через запорный орган 14.through an electric current liquid, desalinated water is heated, which begins to boil. The steam released in this case fills the upper part of the container 1 and, flowing around the plate 23, is freed from the dropping liquid trapped by the steam during boiling. The passage through the nozzles 6, the steam enters the internal cavities of the capacitors 4 and 5, in which it condenses, giving off heat to the water entering through the shut-off element 8 for make-up. The distillate formed in the capacitors 4 and 5, through the nozzles 7 is discharged for consumption as a final product, and water with a high salt content is periodically discharged through the shut-off element 14.

При необходимости уменьшить производительность по дистилл ту воронка 16 опускаетс на более низкую отметку, что обеспечивает снижение уровн кип щей воды в кип тильнике, при этом в воде окажетс меньша поверхность электродов 9 и сила тока уменьшитс пропорционально работающей в контакте с водой поверхности электродов.If it is necessary to reduce the distillation capacity, the funnel 16 is lowered to a lower mark, which ensures lowering the level of boiling water in the boiler, while the smaller surface of the electrodes 9 appears in the water and the current strength decreases in proportion to the surface of the electrodes working in contact with water.

Устройство позвол ет уменьшить габариты и материалоемкость дистилл тора не менее чем на 30%, повысить производительность на 15-20% и в полтора раза снизить расход воды, подаваемой на дистилл цию .The device allows to reduce the size and material consumption of the distiller by at least 30%, increase productivity by 15-20% and reduce the flow rate of water supplied to the distillation by one and a half times.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и FORMULA AND SECTION

Дистилл тор, содержащий емкость-хо- лодильник, кип тильник с обечайкой, снабженный электрическим нагревателем, сепаратор пара, конденсатор и устройство дл регулировани производительности по дистилл ту, отличающийс тем, что, с целью повышени производительности иA distiller comprising a refrigerator, a boiler with a shell equipped with an electric heater, a steam separator, a condenser and a distillation capacity control device, characterized in that, in order to increase the productivity and

уменьшени материалоемкости и габари-внутри которых в нижних част х установленreduce material consumption and gabar-inside of which the lower parts are installed

тов, конденсатор выполнен в виде разме-кип тильник, при этом полость между внутщенных в емкости-холодильнике на разнойренней оболочкой конденсатора и обечайкойcom, the condenser is made in the form of a cooler, and the cavity between the cavities inside the cooler on the different shell of the condenser and the shell

высоте герметичных емкостей, образован-кип тильника соединена с кип тильникомthe height of the sealed containers formed, the bale of the heater is connected to the boiler

ных концентрически расположенными от-5 трубопроводом через устройство дл регулинЬсйтельнб друг друга цилиндрическимировани производительности по дистилл ту вconcentric spaced from-5 pipeline through a device for regulating each other cylindrical distillation capacity in

оболочками, снабженными отверсти ми ввиде подвижной по высоте воронки, а сепаравёрхней части дл подвода пара и патрубка-тор выполнен в виде пластин, закрепленныхshells provided with openings in the form of a funnel movable in height, and the separ-upper part for supplying steam and a nozzle-tor is made in the form of plates fixed

ми в нижней части дл отвода Дистилл та.одна над другой по спирали.at the bottom to divert Distill. one above the other in a spiral.