RU2258553C1

RU2258553C1 - Evaporator

Info

Publication number: RU2258553C1
Application number: RU2003136196/15A
Authority: RU
Inventors: Э.Н. Сабуров (RU); Э.Н. Сабуров; А.Н. Орехов (RU); А.Н. Орехов
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2005-08-20

Abstract

FIELD: power engineering; wood-pulp and paper industry; metallurgy; chemical industry; evaporation of contaminated liquids.

SUBSTANCE: proposed evaporator has heat-exchange surface and branch pipes for inlet of air and starting liquid. Additional heat-exchange surface is used as housing for evaporator; air inlet branch pipes are inclined towards bottom; tangential liquid inlet branch pipes are located under air branch pipes.

EFFECT: avoidance of drip formation; increased productivity.

1 dwg

Description

Изобретение относится к выпарным аппаратам и может найти применение в энергетической, целлюлозно-бумажной, химической, металлургической промышленности для упаривания загрязненных жидкостей.The invention relates to evaporators and may find application in the energy, pulp and paper, chemical, metallurgical industries for evaporation of contaminated liquids.

Известен выпарной аппарат с принудительной циркуляцией воздуха, подаваемого через тангенциальные воздуховоды, содержащий вертикальный корпус с днищем и установленной под ним основной греющей камерой, дополнительный греющий элемент, установленный параллельно над днищем, смонтированное на днище устройство для очистки поверхности нагрева и удаления осадка, патрубки ввода раствора, вывода упаренного продукта и пара, ввода и вывода теплоносителя (Патент RU №2197312, МКИ 7 B 01 D 1/12).Known evaporator with forced circulation of air supplied through tangential ducts, containing a vertical housing with a bottom and a main heating chamber installed below it, an additional heating element mounted parallel to the bottom, a device mounted on the bottom for cleaning the heating surface and removing sediment, solution inlet nozzles , the output of one stripped off product and steam, the input and output of the coolant (Patent RU No. 2197312, MKI 7 B 01 D 1/12).

Недостатком данной конструкции выпарного аппарата является установленный в корпусе дополнительный греющий элемент. Он замедляет скорость вращения жидкости, уменьшает интенсивность теплоотдачи от греющих поверхностей и препятствует концентрации взвеси около патрубка вывода упаренного продукта.The disadvantage of this design of the evaporator is an additional heating element installed in the housing. It slows the speed of rotation of the liquid, reduces the intensity of heat transfer from heating surfaces and prevents the concentration of suspended matter near the outlet pipe evaporated product.

Известен выпарной аппарат с принудительной циркуляцией воздуха, подаваемого через тангенциальные воздуховоды, содержащий вертикальный корпус с днищем - теплообменником в виде усеченного конуса, воздуховод для отвода паровоздушной смеси с воздухоподогревателем, установленные на крышке, устройство для очистки поверхности нагрева и удаления осадка, патрубки подачи и отвода жидкости (Патент RU №2197311, МКИ 7 В 01 D 1/12).Known evaporator with forced circulation of air supplied through tangential ducts, containing a vertical housing with a bottom - a heat exchanger in the form of a truncated cone, an air duct for venting the air-steam mixture with an air heater, mounted on the lid, a device for cleaning the heating surface and removing sediment, supply and exhaust nozzles liquids (Patent RU No. 2197311, MKI 7 V 01 D 1/12).

Данное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.This technical solution is the closest to the claimed and taken as a prototype.

Недостатками прототипа являются отсутствие обогрева вертикального корпуса, радиальный ввод жидкости под ее поверхность и ввод воздуха в корпус под углом 90° между образующей корпуса и осью воздуховода, что не позволяет эффективно использовать поверхность корпуса над уровнем жидкости для интенсификации процесса упаривания.The disadvantages of the prototype are the lack of heating of the vertical casing, radial fluid inlet under its surface and air inlet into the casing at an angle of 90 ° between the generatrix of the casing and the axis of the duct, which does not allow efficient use of the casing surface above the liquid level to intensify the evaporation process.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности выпарного аппарата и подавление брызгообразования.The problem to which the invention is directed, is to increase the performance of the evaporator and the suppression of spray formation.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем вертикальный корпус с патрубками ввода воздуха и жидкости, днище в виде теплообменной поверхности, крышку с воздухоподогревателем, приспособление для очистки днища и патрубок для удаления осадка, тангенциальные патрубки ввода воздуха выполнены с наклоном к днищу, патрубки ввода жидкости расположены тангенциально под воздушными патрубками, и боковая поверхность корпуса выполнена в виде теплообменной поверхности.This is achieved by the fact that in a device containing a vertical housing with air and liquid inlet nozzles, a bottom in the form of a heat exchange surface, a cover with an air heater, a bottom cleaning device and sediment removal nozzle, tangential air inlet nozzles are inclined to the bottom, inlet nozzles liquids are located tangentially under the air nozzles, and the side surface of the housing is made in the form of a heat exchange surface.

Изобретение иллюстрируется чертежом выпарного аппарата (общий вид с разрезом).The invention is illustrated by the drawing of the evaporator (General view with a cut).

Выпарной аппарат содержит обогреваемый вертикальный цилиндрический корпус 1 и днище 2, крышку 3 с пережимом 4 для отвода паровоздушной смеси, воздухоподогреватель 5, установленный над пережимом 4. Из воздухоподогревателя 5 воздух направляется через один или более патрубков (воздуховодов) 6, установленных тангенциально внутренней поверхности корпуса и наклоненных к днищу, внутрь аппарата с помощью вентилятора 7. Патрубок или патрубки 8, расположенные тангенциально внутренней поверхности корпуса, служат для подачи исходного продукта на внутреннюю поверхность корпуса 1. В центре днища 2 расположен патрубок для удаления осадка 9 и приспособление для очистки днища от загрязнений 10.The evaporator contains a heated vertical cylindrical body 1 and a bottom 2, a cover 3 with a pinch 4 for exhausting the steam-air mixture, an air heater 5 mounted above the pinch 4. From the air heater 5, air is directed through one or more nozzles (ducts) 6 installed tangentially to the inner surface of the case and inclined to the bottom, inside the apparatus using a fan 7. A pipe or pipes 8, located tangentially on the inner surface of the housing, serve to supply the source product to the inside ennyuyu surface of the housing 1. In the center of the bottom nozzle 2 is arranged to remove sediment and a device 9 for cleaning the bottoms 10 from contamination.

Выпарной аппарат работает следующим образом.The evaporator operates as follows.

Через патрубки 8 на внутреннюю поверхность корпуса 1 выпарного аппарата подается исходная жидкость. Атмосферный воздух вентилятором 7 прокачивается через воздухоподогреватель 5, установленный над пережимом 4 крышки 3, нагревается от эвакуируемой через пережим 4 паровоздушной смеси и через воздуховоды 6, установленные под наклоном к днищу тангенциально боковой поверхности корпуса 1, вводится в верхнюю часть рабочего объема выпарного аппарата.Through the nozzles 8 on the inner surface of the housing 1 of the evaporator is supplied with the original liquid. Atmospheric air is pumped by a fan 7 through an air heater 5, mounted above pin 4 of cover 3, heated from the vapor-air mixture evacuated through pin 4, and through air ducts 6, which are installed obliquely to the bottom of the tangential side surface of housing 1, is introduced into the upper part of the working volume of the evaporator.

Закрученный поток воздуха размывает поступающую из патрубков 8 исходную жидкость по стенке корпуса 1 и по спиральной траектории сгоняет ее вниз. При взаимодействии воздушного потока с жидкостью возможен отрыв капель. Для их возврата воздуховоды 6 выполнены с наклоном, и поступающий через них воздух прибивает капли к поверхности жидкости.The swirling air stream blurs the source fluid coming from the nozzles 8 along the wall of the housing 1 and drives it downward along a spiral path. With the interaction of the air flow with the liquid, droplet separation is possible. To return them, the ducts 6 are made with a slope, and the air coming through them nails drops to the surface of the liquid.

Испарение жидкости в аппарате обуславливается подводом к ней теплоты как от теплообменных поверхностей, расположенных на корпусе 1 и днище 2, так и от подогретого в воздухоподогревателе 5 воздуха. Причем передача теплоты от воздуха происходит не только к поверхности жидкостного объема, но и к тонкому слою жидкости на вертикальных стенках корпуса 1. Интенсивность испарения и упаривания раствора при этом резко возрастают.The evaporation of liquid in the apparatus is caused by the supply of heat to it both from the heat exchange surfaces located on the housing 1 and the bottom 2, and from the air heated in the air heater 5. Moreover, the transfer of heat from air occurs not only to the surface of the liquid volume, but also to a thin layer of liquid on the vertical walls of the housing 1. The rate of evaporation and evaporation of the solution increases sharply.

В процессе упаривания жидкости на днище 2 концентрируются загрязнения. Для очистки днища и удаления осадка предназначено приспособление 10 и патрубок 9.In the process of evaporation of the liquid on the bottom 2, the pollution is concentrated. To clean the bottom and remove sediment is a special tool 10 and a pipe 9.

Приведенные выводы подтверждены исследованиями на лабораторной модели выпарного аппарата.The above conclusions are confirmed by studies on a laboratory model of the evaporator.

Предлагаемый выпарной аппарат имеет высокую эффективность и надежность. Применение в конструкции выпарного аппарата дополнительной теплообменной поверхности на вертикальном корпусе, наклонных тангенциальных патрубков для ввода воздуха и расположенных под ними тангенциальных патрубков для ввода исходной жидкости позволяет увеличить площадь поверхности испарения жидкости и производительность выпарного аппарата.The proposed evaporator has high efficiency and reliability. The use in the design of the evaporator of an additional heat-exchange surface on a vertical casing, inclined tangential nozzles for introducing air and the tangential nozzles located below them for introducing the initial liquid, allows to increase the surface area of evaporation of the liquid and the productivity of the evaporator.

Claims

An evaporator comprising a vertical cylindrical body with a bottom - a heat exchanger, a cover with a pinch to remove the steam-air mixture with an air heater, a device for cleaning the heating surface, pipes for supplying air, liquid and removing sediment, characterized in that the side surface of the body is made in the form of a heat exchange surface, the air inlet nozzles are inclined to the bottom and the tangential liquid inlet nozzles are located under the air nozzles.