RU2178324C2 - Film-type evaporator - Google Patents
Film-type evaporator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2178324C2 RU2178324C2 RU99110098/12A RU99110098A RU2178324C2 RU 2178324 C2 RU2178324 C2 RU 2178324C2 RU 99110098/12 A RU99110098/12 A RU 99110098/12A RU 99110098 A RU99110098 A RU 99110098A RU 2178324 C2 RU2178324 C2 RU 2178324C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipes
- film
- tubes
- fixed
- upper ends
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам, а именно к устройству пленочных испарителей с падающей пленкой, и может быть использовано в качестве испарителя в процессе вакуумной ректификации, а также для выпаривания растворов с целью повышения их концентрации. The invention relates to heat and mass transfer apparatuses, in particular to a device for film evaporators with a falling film, and can be used as an evaporator in the process of vacuum distillation, as well as for evaporation of solutions in order to increase their concentration.
Известен выпарной пленочный аппарат, содержащий цилиндрическую греющую камеру, закрепленные в трубных решетках вертикальные теплообменные трубы, размещенные в них пленкообразователи и переливные патрубки, установленные снаружи верхних концов труб над трубной решеткой. Патрубки снабжены диафрагмами, размещенными на их верхних концах (SU 965439, кл. B 01 D 1/22). Known evaporation film apparatus containing a cylindrical heating chamber, vertical heat transfer pipes fixed in tube sheets, film former and overflow pipes placed therein, installed outside the upper ends of the pipes above the tube sheet. The nozzles are equipped with diaphragms located at their upper ends (SU 965439, class B 01
Недостатком аппарата является относительно большой расход жидкости, необходимый для орошения периметра всех труб, что приводит к необходимости установки насоса для циркуляции жидкости через испаритель и, следовательно, к дополнительному расходу энергии. The disadvantage of this apparatus is the relatively large flow rate of the liquid necessary for irrigation of the perimeter of all pipes, which leads to the need to install a pump for circulating liquid through the evaporator and, therefore, to an additional energy consumption.
Наиболее близким по технической сущности является пленочный аппарат, содержащий цилиндрическую греющую камеру, закрепленные в трубных решетках вертикальные теплообменные трубы с размещенными в них пленкообразователями и колпачками, соосно установленными над верхними концами труб на пленкообразователях, сепарационную тарелку, размещенную в нижней части аппарата, технологические патрубки. По концам греющей камеры к трубным решеткам прикреплены верхняя и нижняя распределительные камеры. Аппарат снабжен винтовым регулирующим устройством с центральным штоком и вставками, установленными в нижней части труб и выполненными с продольными прорезями, один край которых отогнут внутрь трубы в виде наклонной лопасти. Сепарационная тарелка установлена на центральном штоке с возможностью перемещения вдоль оси аппарата (SU 1790965, кл. B 01 D 1/22). The closest in technical essence is a film apparatus containing a cylindrical heating chamber, vertical heat transfer pipes fixed in tube sheets with film formers and caps placed coaxially above the upper ends of the pipes on film formers, a separation plate located in the lower part of the device, technological pipes. At the ends of the heating chamber, the upper and lower distribution chambers are attached to the tube sheets. The apparatus is equipped with a screw control device with a central stem and inserts installed in the lower part of the pipes and made with longitudinal slots, one edge of which is bent into the pipe in the form of an inclined blade. The separation plate is mounted on the central stem with the possibility of movement along the axis of the apparatus (SU 1790965, class B 01
Недостатком прототипа является относительно большой расход жидкости, необходимый для орошения периметра всех труб, что приводит к необходимости установки насоса для циркуляции жидкости через пленочный выпарной аппарат и, следовательно, к дополнительному расходу энергии. The disadvantage of the prototype is the relatively large flow rate required for irrigation of the perimeter of all pipes, which leads to the need to install a pump for circulating fluid through a film evaporator and, therefore, to an additional energy consumption.
Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является повышение эффективности пленочного выпарного аппарата за счет организации последовательно нисходящего, восходящего и противоточного движения потоков жидкости и пара в одном аппарате и сокращение расхода энергии на циркуляцию жидкости через аппарат. The problem solved by the claimed invention is to increase the efficiency of the film evaporator due to the organization of sequentially downward, upward and countercurrent flows of liquid and steam in one device and reducing energy consumption for circulating liquid through the device.
Поставленная задача решается таким образом, что в известном пленочном выпарном аппарате, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с размещенными в нем теплообменными трубами, закрепленными в трубных решетках, к которым прикреплены верхняя и нижняя распределительные камеры, на верхних концах теплообменных труб расположены пленкообразователи с закрепленными на них соосно колпачками или патрубкам с диафрагмой, а к нижним концам труб прикреплены патрубки с отверстиями в боковой стенке согласно изобретению, с целью повышения эффективности по пункту 1 верхняя распределительная камера разделена вертикальной перегородкой на две части, в одной части верхней распределительной камеры на верхних концах теплообменных труб расположены пленкообразователи с закрепленными на них соосно колпачками, по другую сторону перегородки на верхних концах теплообменных труб закреплены удлинительные патрубки, а в нижней распределительной камере к концам этих теплообменных труб прикреплены патрубки с отверстием в стенке. The problem is solved in such a way that in the known film evaporation apparatus containing a vertical cylindrical body with heat exchange pipes placed in it, fixed in tube sheets to which the upper and lower distribution chambers are attached, film formers are located at the upper ends of the heat transfer pipes coaxially caps or nozzles with a diaphragm, and nozzles with holes in the side wall according to the invention are attached to the lower ends of the pipes in order to increase the effect In accordance with
По пункту 2 нижние концы теплообменных труб закреплены в трубной решетке плавающей головки. According to
По пункту 3 нижняя камера разделена перегородкой на две части так, что в одной части расположены трубы с пленкообразователями и колпачками и теплообменные трубы с удлинительными патрубками на верхних концах и патрубками с отверстием в стенке на нижних концах, а по другую сторону перегородки теплообменные трубы, на верхних концах которых закреплены пленкообразователи и патрубки с диафрагмой. According to
По пункту 4 теплообменные трубы выполнены U-образными и закреплены в трубной решетке так, что концы каждой теплообменной трубы расположены по разные стороны вертикальной перегородки в верхней распределительной камере. According to
Пленочный выпарной аппарат работает следующим образом. Обрабатываемая среда подается в верхнюю распределительную камеру со стороны, где над верхними концами труб расположены колпачки. Растекается по трубной решетке, затекает под колпачки и переливается через верхнюю кромку пленкообразователя в теплообменные трубы. Стекая по теплообменным трубам, низкокипящая часть обрабатываемой жидкости испаряется. Пар поступает в нижнюю распределительную камеру и через отверстия в стенке патрубков, прикрепленных к нижним концам теплообменных труб, поступает в теплообменные трубы. Пар, двигаясь вверх по теплообменным трубам, увлекает жидкость, обеспечивая восходящий прямоток. По третьему варианту жидкость, поступающая в режиме восходящего прямотока по трубам с удлинительными патрубками на верхнюю трубную решетку, затекает под патрубки с диафрагмами и переливается через верхнюю кромку пленкообразователя в теплообменные трубы. Пар в этих трубах движется противотоком жидкости и выходит через отверстия диафрагм. По четвертому варианту в U-образных трубах осуществляется восходящий и нисходящий прямоток. Film evaporator operates as follows. The medium to be processed is supplied to the upper distribution chamber from the side where caps are located above the upper ends of the pipes. It spreads over the tube sheet, flows under the caps and overflows 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. Steam enters the lower distribution chamber and, through openings in the wall of the nozzles attached to the lower ends of the heat exchanger tubes, enters the heat exchanger tubes. The steam, moving up the heat-exchange tubes, carries the liquid, providing an upward flow. According to the third option, the liquid flowing in the upward flow through the pipes with extension pipes to the upper tube sheet flows under the pipes with diaphragms and is poured through the upper edge of the film former into heat transfer pipes. The steam in these pipes moves in countercurrent fluid and exits through the openings of the diaphragms. According to the fourth option, in the U-shaped pipes an upward and downward flow is carried out.
В результате сопротивления труб уровень жидкости на трубной решетке выше, чем уровень жидкости под колпачком на переливе в пленкообразователи. Если в какую-либо трубу жидкости поступает меньше, то в ней образуется меньше вторичного пара. Следовательно, уменьшается сопротивление трубы, что приведет к подъему уровня жидкости на переливе в пленкообразователи, то есть устройство работает как регулятор расхода жидкости в теплообменные трубы. As a result of pipe resistance, the liquid level on the tube sheet is higher than the liquid level under the cap at the overflow into the film former. If less fluid enters a pipe, less secondary vapor is generated in it. Therefore, the resistance of the pipe decreases, which will lead to a rise in the liquid level at the overflow in the film former, that is, the device works as a regulator of the flow of liquid into the heat transfer pipes.
Из нижней распределительной камеры пар проходит через отверстия в патрубках, прикрепленных к нижним концам теплообменных труб. Если в трубу будет поступать меньше жидкости, чем в другие трубы, то сопротивление этой трубы уменьшится, увеличится расход пара через отверстия в патрубке, перепад давления на отверстии увеличится, поднимется уровень жидкости в этом патрубке и тем самым увеличится расход жидкости в эту трубу. From the lower distribution chamber, steam passes through openings in the nozzles attached to the lower ends of the heat exchange tubes. If less liquid enters the pipe than other pipes, then the resistance of this pipe will decrease, the steam flow through the holes in the pipe will increase, the pressure drop across the hole will increase, the liquid level in this pipe will rise and thereby the liquid will increase in the pipe.
То есть устройство также работает как регулятор расхода жидкости в теплообменные трубы. That is, the device also works as a regulator of the flow of fluid into the heat exchange tubes.
В последующих потоках количество жидкости уменьшается за счет испарения, поэтому количество труб в этих потоках уменьшается, а сечение труб может быть увеличено в связи с возрастанием расхода пара. In subsequent flows, the amount of liquid decreases due to evaporation, therefore, the number of pipes in these flows decreases, and the cross section of the pipes can be increased due to an increase in steam flow.
Так как жидкость последовательно поступает только в часть труб пленочного испарителя, то расход жидкости в испаритель, отнесенный к периметру всех труб, необходимый для их смачивания, сокращается, и сокращается расход энергии на циркуляцию жидкости через аппарат. Since the liquid sequentially enters only part of the tubes of the film evaporator, the liquid flow into the evaporator, assigned to the perimeter of all pipes, necessary for their wetting, is reduced, and the energy consumption for circulating the liquid through the apparatus is reduced.
Таким образом достигается задача изобретения, заключающаяся в повышении эффективности аппарата в результате сокращения расхода энергии на циркуляцию жидкости через аппарат. Thus, the objective of the invention is achieved, which consists in increasing the efficiency of the apparatus by reducing the energy consumption for circulating fluid through the apparatus.
На фиг. 1 представлен общий вид аппарата, на фиг. 2-5 - аппарат по пп. 2-4 формулы. In FIG. 1 shows a general view of the apparatus, FIG. 2-5 - apparatus according to claims. 2-4 formulas.
1. Пленочный выпарной аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с размещенными в нем теплообменными трубами 2, закрепленными в трубных решетках 3, к которым прикреплены верхняя 4 и нижняя 5 распределительные камеры, на верхних концах теплообменных труб расположены пленкообразователи 6 с закрепленными на них соосно колпачками 7 и патрубками с диафрагмой 8, к нижним концам теплообменных труб 2 прикреплены патрубки 9 с отверстиями в боковой стенке. По пункту 1 верхняя распределительная камера 4 разделена вертикальной перегородкой 10 на две части, в одной части верхней распределительной камеры 4 на верхних концах теплообменных труб 2 расположены пленкообразователи 6 с закрепленными на них соосно колпачками 7, по другую сторону перегородки 10 на верхних концах теплообменных труб 2 закреплены удлинительные патрубки 11. В нижней распределительной камере 5 к концам этих теплообменных труб 2 прикреплены патрубки 9 с отверстием в стенке. 1. The film evaporator contains a vertical
По пункту 2 нижние концы теплообменных труб 2 закреплены в трубной решетке 3 плавающей головки 12. According to
По пункту 3 нижняя камера 5 разделена перегородкой 13 на две части так, что в одной части выходят теплообменные трубы 2, на верхних концах которых пленкообразователи 6 и колпачки 7 и теплообменные трубы 2 с удлинительными патрубкам 11 на верхних концах, на нижних концах закреплены патрубки 9 с отверстием в стенке, а по другую сторону перегородки 13 размещены теплообменные трубы 2, на верхних концах которых закреплены пленкообразователи 6 и патрубки с диафрагмой 8. In
По пункту 4 теплообменные трубы 2 выполнены U-образными и закреплены в трубной решетке 3 так, что концы каждой теплообменной трубы 2 находится по разные стороны вертикальной перегородки 10 в верхней распределительной камере 4. According to
Межтрубное пространство пленочного выпарного аппарата снабжено уровнемерами, которые подключены соответственно к штуцерам 14 и 15. Обрабатываемая жидкость подается через штуцера 16. Греющий пар подается через штуцер 17, а его конденсат выводится через штуцер 18. Образующийся вторичный пар и неиспарившаяся жидкость выводятся через штуцер 19. The annular space of the film evaporator is equipped with level gauges, which are connected respectively to the
По пункту 4 неиспарившаяся жидкость выводится через штуцер 20. In
Испаритель работает следующим образом. Обрабатываемая среда через штуцер 16 подается в верхнюю распределительную камеру 4 на верхнюю трубную решетку 3, растекается по ней, затекает под колпачки 7 и переливается через верхнюю кромку пленкообразователя 6 в теплообменные трубы 2. Стекая по теплообменным трубам 2, низкокипящая часть обрабатываемой жидкости испаряется. Пар движется по теплообменным трубам 2 в нижнюю распределительную камеру 5 через отверстия в боковой стенке патрубков 9 поступает в теплообменные трубы 2, верхние концы которых, оканчивающиеся удлинительными патрубками 11, расположены по другую сторону перегородки 10. The evaporator operates as follows. The medium to be processed through the
В результате перепада давления на отверстии патрубка 9 жидкость из нижней распределительной камеры 5 поднимается по патрубкам 9 и увлекается паром вверх по теплообменным трубам 2 и удлинительным патрубкам 11. Затем пар и неиспарившаяся жидкость выходят из аппарата через штуцер 19. Греющий пар подается через штуцер 17, а его конденсат выводится через штуцер 18. As a result of the pressure difference at the opening of the
В результате сопротивления труб уровень жидкости на трубной решетке 3 выше, чем уровень жидкости под колпачком 7 на переливе в пленкообразователи 6. Если в какую-либо трубу 2 жидкости поступает меньше, то в ней образуется меньше вторичного пара. Следовательно, уменьшается сопротивление трубы 2, что приведет к подъему уровня жидкости на переливе в пленкообразователи 6, то есть устройство работает как регулятор расхода жидкости в теплообменные трубы. As a result of the resistance of the pipes, the liquid level on the
Из нижней распределительной камеры пар проходит отверстия в патрубках 9, прикрепленных к нижним концам теплообменных труб 2. Если в трубу 2 будет поступать меньше жидкости, чем в другие трубы, то сопротивление этой трубы 2 уменьшится, увеличится расход пара через отверстия в патрубке 9, перепад давления на отверстии увеличится, поднимется уровень жидкости в этом патрубке 9 и тем самым увеличится расход жидкости в эту трубу 2. From the lower distribution chamber of the steam, holes pass through the
То есть устройство также работает как регулятор расхода жидкости в теплообменные трубы 2. That is, the device also works as a regulator of the flow of liquid into the
Пленочный выпарной аппарат по пункту 2 работает аналогично. Плавающая головка 12, в которой закреплены нижние концы теплообменных труб 2, устраняет температурные напряжения и позволяет работать аппарату при большей разности температур между теплоносителем и испаряющейся жидкостью. The film evaporator according to
Пленочный выпарной аппарат по пункту 3 работает следующим образом. Обрабатываемая среда через штуцер 16 подается в верхнюю распределительную камеру 4 на верхнюю трубную решетку 3, растекается по ней, затекает под колпачки 7 и переливается через верхнюю кромку пленкообразователя 6 в теплообменные трубы 2. Стекая по теплообменным трубам 2, низкокипящая часть обрабатываемой жидкости испаряется. Пар движется по теплообменным трубам 2 в нижнюю распределительную камеру 5 и через отверстия в боковой стенке патрубков 9 поступает в теплообменные трубы 2, верхние концы которых оканчивающиеся удлинительными патрубками 11, расположены по другую сторону перегородки 10. В результате перепада давления на отверстии патрубка 9 жидкость из нижней распределительной камеры 5 поднимается по патрубку 9 и увлекается паром вверх по теплообменным трубам 2 и удлинительным патрубкам 11 в верхнюю распределительную камеру 4. В результате сепарации жидкости от пара часть жидкости поступает на верхнюю трубную решетку 3, растекается по ней, затекает под патрубки с диафрагмой 8 и переливается через верхнюю кромку пленкообразователя 6 в теплообменные трубы 2. Стекая по теплообменным трубам 2, низкокипящая часть обрабатываемой жидкости испаряется. Пар движется по теплообменным трубам 2 вверх, а жидкость противотоком в нижнюю распределительную камеру 5 и выводится через штуцер 20. Другая часть нижней распределительной камеры снабжена дренажным штуцером 21. Вторичный пар выходит из аппарата через штуцер 19. Греющий пар подается через штуцер 17, а его конденсат выводится через штуцер 18. Межтрубное пространство пленочного выпарного аппарата снабженного уровнемерами для измерения и регулирования уровня конденсата греющего пара, которые подключены соответственно к штуцерам 14 и 15. Film evaporator according to
Пленочный выпарной аппарат по пункту 4 работает следующим образом. Обрабатываемая среда через штуцер 16 подается в верхнюю распределительную камеру 4 на верхнюю трубную решетку 3, растекается по ней, затекает под колпачки 7 и переливается через верхнюю кромку пленкообразователя 6 в теплообменные трубы 2. Стекая по теплообменным трубам 2, низкокипящая часть обрабатываемой жидкости испаряется. Пар движется по теплообменным трубам 2 вниз, а затем вверх, увлекая за собой жидкость. Затем пар и неиспарившаяся жидкость выходят из аппарата через штуцер 19. Греющий пар подается через штуцер 17, а его конденсат выводится через штуцер 18. Film evaporator according to
Так как жидкость последовательно поступает только в часть труб пленочного испарителя, то сокращается расход энергии на циркуляцию жидкости через аппарат. Since the liquid sequentially enters only part of the tubes of the film evaporator, the energy consumption for circulating the liquid through the apparatus is reduced.
Таким образом, достигается задача изобретения, заключающаяся в повышении эффективности аппарата в результате сокращения расхода энергии на циркуляцию жидкости через аппарат. Thus, the objective of the invention is achieved, which consists in increasing the efficiency of the apparatus by reducing the energy consumption for circulating fluid through the apparatus.
Использование: в качестве испарителя в процесс ректификации, а также для выпаривания растворов с целью повышения их концентрации. Usage: as an evaporator in the rectification process, as well as for the evaporation of solutions in order to increase their concentration.
Заявляемая конструкция пленочного испарителя может быть использована в блоке регенерации раствора моноэтаноламина ОАО Салаватнефтеоргсинтез, а также в других процессах нефтепереработки и нефтехимии. The inventive design of a film evaporator can be used in the unit for the regeneration of the monoethanolamine solution of OJSC Salavatnefteorgsintez, as well as in other processes of oil refining and petrochemicals.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99110098/12A RU2178324C2 (en) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | Film-type evaporator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99110098/12A RU2178324C2 (en) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | Film-type evaporator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99110098A RU99110098A (en) | 2001-02-27 |
RU2178324C2 true RU2178324C2 (en) | 2002-01-20 |
Family
ID=20219808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99110098/12A RU2178324C2 (en) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | Film-type evaporator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2178324C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2575036C1 (en) * | 2014-11-17 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Rectification device |
CN110551513A (en) * | 2019-09-24 | 2019-12-10 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | Multi-pipe-layer asphalt falling film cooler and asphalt cooling forming process applying same |
RU2722080C2 (en) * | 2015-05-27 | 2020-05-26 | Кэрриер Корпорейшн | Multi-level distribution system for an evaporator |
-
1999
- 1999-05-12 RU RU99110098/12A patent/RU2178324C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2575036C1 (en) * | 2014-11-17 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Rectification device |
RU2722080C2 (en) * | 2015-05-27 | 2020-05-26 | Кэрриер Корпорейшн | Multi-level distribution system for an evaporator |
US11073314B2 (en) | 2015-05-27 | 2021-07-27 | Carrier Corporation | Mulitlevel distribution system for evaporator |
CN110551513A (en) * | 2019-09-24 | 2019-12-10 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | Multi-pipe-layer asphalt falling film cooler and asphalt cooling forming process applying same |
CN110551513B (en) * | 2019-09-24 | 2024-04-26 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | Multi-pipe layer asphalt falling film cooler and asphalt cooling forming process applied by same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5942164A (en) | Combined heat and mass transfer device for improving separation process | |
JPH04244202A (en) | Multi-flash evaporator using plate heat exchanger of irregular surface type | |
US3457982A (en) | Evaporation and distillation apparatus | |
US4726418A (en) | Vacuum condensor with condensate trap | |
CA1158493A (en) | Method for the vaporization of liquid and apparatus for carrying out the method | |
RU2178324C2 (en) | Film-type evaporator | |
US2809820A (en) | Low pressure drop liquid-vapor contacting tray | |
US4545217A (en) | Steam generating and condensing apparatus | |
US3803001A (en) | Combination condenser-degasser-deaerator for a desalination plant | |
US2446880A (en) | Distillation and heat exchange apparatus | |
CA1085711A (en) | Evaporator | |
CN216320039U (en) | Distillation separation equipment based on a plurality of pipelines | |
KR20240053623A (en) | Steam distribution system of concentric reboiler | |
US4364794A (en) | Liquid concentration apparatus | |
CN112007371B (en) | Carbon dioxide purification device and feeding method thereof | |
SU965439A1 (en) | Film evaporation apparatus | |
RU2144412C1 (en) | Film evaporator | |
RU2288020C1 (en) | Heat-mas-exchange apparatus | |
US4265701A (en) | Liquid concentration method | |
RU2623351C1 (en) | Condenser-evaporator | |
RU2294786C2 (en) | Evaporation apparatus | |
RU2168345C1 (en) | Condensation-evaporation section for rectification columns | |
SU906586A1 (en) | Apparatus for evaporating liquids | |
JPS589090Y2 (en) | condenser | |
RU2149669C1 (en) | Climbing-film evaporator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030513 |