RU2324516C1 - Film evaporator with falling film - Google Patents
Film evaporator with falling film Download PDFInfo
- Publication number
- RU2324516C1 RU2324516C1 RU2007108868/15A RU2007108868A RU2324516C1 RU 2324516 C1 RU2324516 C1 RU 2324516C1 RU 2007108868/15 A RU2007108868/15 A RU 2007108868/15A RU 2007108868 A RU2007108868 A RU 2007108868A RU 2324516 C1 RU2324516 C1 RU 2324516C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylindrical
- pipes
- film
- secondary steam
- plates
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкции выпарных аппаратов со стекающей пленкой, предназначенного для концентрирования и охлаждения растворов, получения опресненной воды. И может найти применение в химической, микробиологической, пищевой и других отраслях промышленности.The invention relates to the design of evaporators with a falling film, intended for the concentration and cooling of solutions, obtaining desalinated water. And it can find application in the chemical, microbiological, food and other industries.
Известен выпарной аппарат, включающий вертикальный корпус с технологическими штуцерами, обогреваемые трубы, закрепленные в верхней и нижней трубных решетках, размещенные внутри труб, спиральные проволочные вставки, которые выполнены в поперечном сечении в форме сегмента с прямолинейной вертикальной стороной, прилегающей к внутренней поверхности трубы [1].Known evaporator, including a vertical housing with technological fittings, heated pipes fixed in the upper and lower tube sheets placed inside the pipes, spiral wire inserts that are made in cross section in the form of a segment with a straight vertical side adjacent to the inner surface of the pipe [1 ].
Однако данное устройство обладает низкой производительностью по причине достижения большого гидравлического сопротивления и срыва капель жидкости с поверхности пленки, что обусловлено движением вторичного пара по сечению трубы в осевом направлении и достижения, вследствие этого, высокой скорости пара.However, this device has low productivity due to the achievement of high hydraulic resistance and the disruption of liquid droplets from the surface of the film, due to the movement of the secondary steam along the pipe cross section in the axial direction and, as a result, the high steam speed.
Наиболее близким по технической сущности является пленочный выпарной аппарат, состоящий из вертикального корпуса, разделенного горизонтальными перегородками на камеры для ввода суспензии и вывода концентрированного раствора, греющей камеры, камер для ввода и вывода хладагента и отвода конденсата вторичного пара. Аппарат снабжен штуцерами и цилиндрическими трубами, внутри которых установлена кольцевая спираль. По оси цилиндрических труб на всю длину аппарата коаксиально размещены внутренние трубы, а в камере для отвода конденсата вторичного пара над нижней перегородкой размещена дополнительная горизонтальная перегородка, снабженная патрубками, установленными в отверстиях с зазором относительно цилиндрических и внутренних труб [2].The closest in technical essence is a film evaporator, consisting of a vertical casing, divided by horizontal partitions into chambers for introducing a suspension and withdrawing a concentrated solution, a heating chamber, chambers for introducing and discharging refrigerant and discharging secondary steam condensate. The device is equipped with fittings and cylindrical pipes, inside of which an annular spiral is installed. On the axis of the cylindrical pipes, the inner tubes are coaxially placed over the entire length of the apparatus, and in the chamber for the removal of condensate of the secondary steam above the lower partition there is an additional horizontal partition equipped with nozzles installed in the holes with a gap relative to the cylindrical and inner pipes [2].
Однако и это устройство обладает недостаточно высокой производительностью из-за срыва и уноса капель раствора с поверхности пленки вторичным паром, которые осаждаются на поверхности внутренних труб, что в ряде случаев не допустимо. В этой связи для предотвращения уноса капель раствора с поверхности пленки необходимо уменьшать отток вторичного пара с поверхности пленки (удельную паровую нагрузку), что приводит к снижению производительности аппарата.However, this device also does not have a high enough productivity due to the stalling and entrainment of solution droplets from the surface of the film with secondary vapor, which are deposited on the surface of the inner pipes, which in some cases is not permissible. In this regard, to prevent the entrainment of droplets of solution from the film surface, it is necessary to reduce the outflow of secondary steam from the film surface (specific vapor load), which leads to a decrease in the productivity of the apparatus.
Изобретение решает задачу увеличения производительности аппарата по выпариваемой влаге за счет устранения попадания капель раствора, сорванных с поверхности пленки вторичным паром, на поверхность внутренних труб в широком диапазоне изменения удельной паровой нагрузки.The invention solves the problem of increasing the productivity of the apparatus by evaporated moisture by eliminating the ingress of solution droplets torn from the surface of the film by secondary steam onto the surface of internal pipes in a wide range of changes in specific vapor load.
Технический результат заключается в улавливании капель раствора, сорванных с поверхности пленки из потока вторичного пара, что предотвращает смешивание капель с конденсатом вторичного пара, который стекает по наружной поверхности внутренних труб и позволяет вести процесс при максимально высоких тепловых нагрузках, что увеличивает производительность аппарата.The technical result consists in capturing droplets of a solution ripped from the surface of the film from a stream of secondary steam, which prevents the droplets from mixing with the condensate of the secondary steam, which flows down the outer surface of the inner pipes and allows the process to be carried out at the highest possible heat loads, which increases the productivity of the apparatus.
Указанный технический результат достигается тем, что в выпарном пленочном аппарате со стекающей пленкой, состоящем из вертикального цилиндрического корпуса с крышкой и днищем, снабженного технологическими штуцерами, греющей камерой и камерами для ввода суспензии и вывода концентрированного раствора, вторичного пара, трубопроводов для ввода и вывода хладагента, цилиндрических и внутренних труб, патрубков для отвода конденсата вторичного пара; в полости цилиндрических труб по их длине с зазором относительно поверхности цилиндрических и внутренних труб установлены обечайки, в нижней части которых, на их наружной поверхности под углом к оси обечайки, размещены пластины, обеспечивающие вращательное движение потоку вторичного пара, причем отношение длины обечайки L к расстоянию между двумя соседними обечайками l1 выполняется равным L/L1=0,2-2; концы пластин, размещенные вдоль поверхности цилиндрических труб, срезаны с образованием острой кромки в нижней части; отношение внутреннего диаметра цилиндрической трубы d к максимальному диаметру окружности, образованной свободными кромками пластин, d1 равно d/d1=1,03-1,2.The specified technical result is achieved in that in an evaporating film apparatus with a falling film, consisting of a vertical cylindrical body with a lid and a bottom, equipped with technological fittings, a heating chamber and chambers for introducing a suspension and withdrawing a concentrated solution, secondary steam, pipelines for introducing and discharging refrigerant , cylindrical and inner pipes, nozzles for the removal of condensate of secondary steam; in the cavity of cylindrical pipes along their length with a gap relative to the surface of the cylindrical and inner pipes, shells are installed, in the lower part of which, on their outer surface, at an angle to the axis of the shell, plates are placed that provide rotational movement to the flow of secondary steam, and the ratio of the shell length L to the distance between two adjacent shells l 1 is equal to L / L 1 = 0.2-2; the ends of the plates placed along the surface of the cylindrical pipes are cut off with the formation of a sharp edge in the lower part; the ratio of the inner diameter of the cylindrical tube to the maximum diameter d circle formed by the free edges of the plates, d is equal to d 1 / d 1 = 1,03-1,2.
Размещение в полости цилиндрических труб по их длине с зазором относительно поверхности цилиндрических и внутренних труб обечаек в нижней части которых, на их наружной поверхности, размещены пластины, обеспечивающие вращательное движение потоку вторичного пара при отношении длины обечайки L к расстоянию между двумя соседними обечайками l1, равным L/L1=0,2-2, позволяет создать вращательное движение вторичному пару на выходе из пластин, обеспечить центробежную силу, которая, воздействуя на капли раствора в паре, отбрасывает их в пленку раствора, предотвращая тем самым попадания капель в конденсат вторичного пара, что увеличивает производительность аппарата по выпариваемой влаге, так как можно проводить процесс выпаривания при высокой паровой нагрузке.Placing in the cavity of cylindrical pipes along their length with a gap relative to the surface of the cylindrical and inner pipes of the shells in the lower part of which, on their outer surface, plates are placed that provide rotational motion to the flow of the secondary steam with respect to the shell length L to the distance between two adjacent shells l 1 , equal to L / L 1 = 0.2-2, to create a rotary motion to the secondary pair of outlet plates, to provide a centrifugal force which, acting on the drops of solution in the vapor, drops them into the stretch film ora, thereby preventing dripping condensate in the vapor, increasing the productivity of the machine evaporated moisture, since the evaporation process can be performed at high vapor load.
Размещение обечаек по длине цилиндрических труб на расстоянии L1 позволяет в полостях, образованных цилиндрической трубой и обечайками, обеспечить требуемый расход вторичного пара для создания интенсивного его вращения при прохождении между пластинами и тем самым позволяет эффективно выводить капли из потока. При выполнении L/L1<0,2 часть вторичного пара с каплями будет попадать в конденсат, стекающий по поверхности внутренних труб, а также не обеспечивается полное вращение пара, что недопустимо. При выполнении L/L1>2 вследствие уменьшения сечения для прохода вторичного пара к центральным трубам будет увеличиваться сопротивление аппарата и осуществляться дополнительный срыв раствора с пленки, что также неэффективно.Placing the shells along the length of the cylindrical pipes at a distance of L 1 allows, in the cavities formed by the cylindrical pipe and the shells, to provide the required flow rate of the secondary steam to create intensive rotation during passage between the plates and thereby allows droplets to be effectively removed from the stream. When performing L / L 1 <0.2, part of the secondary steam with drops will fall into the condensate draining along the surface of the inner pipes, and full rotation of the steam is not ensured, which is unacceptable. When performing L / L 1 > 2 due to the reduction of the cross section for the passage of the secondary steam to the central pipes, the resistance of the apparatus will increase and an additional breakdown of the solution from the film will occur, which is also inefficient.
Наличие у пластин среза, с образованием в их нижней части острой кромки, обеспечивает беспрепятственное отекание пленки жидкости в зазор, образованный внутренней поверхностью цилиндрической трубы и торцами пластин. Это предотвращает попадание раствора из пленки на боковые поверхности пластин за счет силы поверхностного натяжения и образования струйного течения, которое снижает производительность аппарата. Острая кромка уменьшает силу поверхностного натяжения и тем самым не позволяет раствору поступать на поверхность пластин.The presence of the slice plates, with the formation of a sharp edge in their lower part, provides unhindered swelling of the liquid film into the gap formed by the inner surface of the cylindrical pipe and the ends of the plates. This prevents the solution from entering the film on the side surfaces of the plates due to the surface tension force and the formation of a jet stream, which reduces the productivity of the apparatus. The sharp edge reduces the surface tension and thereby prevents the solution from entering the surface of the plates.
Выполнение отношения внутреннего диаметра цилиндрической трубы d к максимальному диаметру окружности образованной свободными кромками пластин d1, равного d/d1=1,03-1,2, обеспечивает интенсивное вращение вторичного пара и свободное отекание раствора по внутренней поверхности цилиндрических труб, что обеспечивает эффективную сепарацию капель раствора из вторичного пара и, следовательно, повышает производительность аппарата. При выполнении отношения d/d1<1,03 происходит попадание раствора на пластины, что ухудшает улавливание капель и ведет к снижению производительности аппарата. При достижении отношения d/d1>1,2 ширина пластин становится не достаточной для создания вращательного движения пара и капель, что также снижает производительность аппарата.Fulfillment of the ratio of the inner diameter of the cylindrical pipe d to the maximum diameter of the circle formed by the free edges of the plates d 1 , equal to d / d 1 = 1.03-1.2, provides intensive rotation of the secondary steam and free flowing of the solution along the inner surface of the cylindrical pipes, which provides an effective the separation of droplets of solution from the secondary vapor and, therefore, increases the productivity of the apparatus. When the ratio d / d 1 <1.03 is fulfilled, the solution gets on the plates, which worsens the capture of droplets and leads to a decrease in the productivity of the apparatus. When the ratio d / d 1 > 1.2 is reached, the width of the plates becomes insufficient to create a rotational movement of steam and drops, which also reduces the productivity of the apparatus.
На фиг.1 изображен пленочный выпарной аппарат со стекающей пленкой; на фиг.2 - часть цилиндрической и внутренней труб с установленной обечайкой наклонными пластинами; на фиг.3 - разрез цилиндрической трубы; на фиг.4 показано в изометрии размещение пластин на боковой поверхности обечайки.Figure 1 shows a film evaporator with a falling film; figure 2 - part of the cylindrical and inner pipes with a mounted shell oblique plates; figure 3 is a section of a cylindrical pipe; figure 4 shows in isometric placement of the plates on the side surface of the shell.
Выпарной аппарат со стекающей пленкой состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с крышкой 2 и днищем 3. Аппарат снабжен штуцерами для ввода и вывода раствора 4 и 5, вывода конденсата вторичного пара 6, подвода и отвода теплоносителя 7 и 8, подвода и отвода хладагента 9 и 10 вспомогательными штуцерами 11. А также имеет камеры для ввода раствора 12 и вывода концентрированного раствора 13, греющую камеру 14. В корпусе аппарата размещены цилиндрические трубы 15, на внутренней поверхности которых установлена кольцевой спираль 16 и коаксиально установлены внутренние трубы 17, выполненные в виде змеевика из витков 18, и патрубки 19 для отвода конденсата вторичного пара. В кольцевых полостях, образованных цилиндрической 15 и внутренней 17 трубами, по их длине установлены обечайки 20, в нижней части которых, на их наружной поверхности под углом к оси обечайки, помещены пластины 21. Причем концы пластин 21, размещенные вдоль поверхности цилиндрических труб 15, срезаны с образованием острой кромки 22 в нижней части. Цилиндрические трубы 15 снабжены втулками для распределения жидкости 23 и заглушками 24.The evaporator with a flowing film consists of a vertical cylindrical body 1 with a cover 2 and a bottom 3. The device is equipped with fittings for input and output of solution 4 and 5, output of condensate of secondary steam 6, supply and removal of coolant 7 and 8, supply and removal of refrigerant 9 and 10 by auxiliary fittings 11. It also has chambers for introducing solution 12 and discharging concentrated solution 13, a heating chamber 14. In the apparatus housing are placed
Выпарной аппарат со стекающей пленкой работает следующим образом. Раствор через штуцер 4 поступает в камеру 12, распределяется на верхней горизонтальной перегородке, а затем перетекает в кольцевые зазоры, образованные внутренней поверхностью цилиндрической трубы 15 и наружной поверхностью втулки для распределения жидкости 23. Выйдя из которых раствор стекает в виде жидкостной пленки по внутренней поверхности цилиндрических труб, интенсивно перемешиваясь, обтекая витки кольцевой спирали 16. При этом происходит нагревание раствора через стенку цилиндрических труб теплоносителем, поступающим через штуцер 7 в греющую камеру 14, вследствие чего раствор закипает, образуется отток вторичного пара и капель раствора (парожидкостная смесь) с поверхности пленки. Парожидкостная смесь поступает в кольцевые зазоры, образованные внутренней поверхностью цилиндрических труб и наружной поверхностью обечаек, проходит через наклонные пластины 21, приобретает вращательно поступательное движение. Вследствие чего возникает центробежная сила, которая отбрасывает капли раствора на поверхность пленки, которая на выходе из аппарата стекает в камеру концентрированного раствора 13 и выводится через штуцер 5. Освободившийся от капель вторичный пар конденсируется на поверхности внутренних труб 17, в полость которых подается охлаждающая вода через штуцер 10. Отвод охлаждающей воды осуществляется через штуцер 9. Образовавшийся конденсат по виткам 18 внутренних труб 17 стекает в полость патрубков 19 и далее удаляется через штуцер 6.The evaporator with a falling film works as follows. The solution through the nozzle 4 enters the chamber 12, is distributed on the upper horizontal partition, and then flows into the annular gaps formed by the inner surface of the
Использование заявляемого пленочного выпарного аппарата со стекающей пленкой позволяет увеличить производительность аппарата, что снижает капитальные и текущие затраты, а следовательно, и себестоимость выпускаемого продукта.The use of the inventive film evaporator with flowing film can increase the productivity of the device, which reduces capital and operating costs, and therefore the cost of the product.
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР №1134210, В01D 1/22, 1985 г., БИ №2.1. USSR author's certificate No. 1134210, B01D 1/22, 1985, BI No. 2.
2. Авторское свидетельство СССР №1745278, В01D 1/22, 1992 г., БИ №5.2. USSR author's certificate No. 1745278, B01D 1/22, 1992, BI No. 5.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007108868/15A RU2324516C1 (en) | 2007-03-09 | 2007-03-09 | Film evaporator with falling film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007108868/15A RU2324516C1 (en) | 2007-03-09 | 2007-03-09 | Film evaporator with falling film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2324516C1 true RU2324516C1 (en) | 2008-05-20 |
Family
ID=39798761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007108868/15A RU2324516C1 (en) | 2007-03-09 | 2007-03-09 | Film evaporator with falling film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2324516C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103083929A (en) * | 2011-11-02 | 2013-05-08 | 上海远跃制药机械股份有限公司 | Turning strickle film evaporator |
-
2007
- 2007-03-09 RU RU2007108868/15A patent/RU2324516C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103083929A (en) * | 2011-11-02 | 2013-05-08 | 上海远跃制药机械股份有限公司 | Turning strickle film evaporator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5483226B2 (en) | Method and apparatus for producing pure water vapor | |
AU2014318544B2 (en) | Systems including a condensing apparatus such as a bubble column condenser | |
US10143936B2 (en) | Systems including an apparatus comprising both a humidification region and a dehumidification region with heat recovery and/or intermediate injection | |
EP3348318B1 (en) | Evaporator | |
US20180015386A1 (en) | Evaporation device | |
EP3159054A1 (en) | Evaporator | |
KR101414077B1 (en) | Cylinder heat-induced evaporative condensing drying system | |
KR102502506B1 (en) | Distributor device, in particular for falling film evaporators, and its use | |
RU2324516C1 (en) | Film evaporator with falling film | |
RU2580727C1 (en) | Vortex evaporator-condenser | |
RU2314139C1 (en) | Film evaporator with the streaming down film | |
RU2279302C1 (en) | Method for separation of a liquid from a gas and the device for its realization | |
JP2008168183A (en) | Vapor-liquid separator and water producing device | |
RU2354429C1 (en) | Film evaporating apparatus with climbing film | |
DK173513B1 (en) | Apparatus with mechanically activated substance transfer between a liquid and a gaseous phase | |
JP7142940B2 (en) | Evaporator | |
RU2424031C1 (en) | Film-type evaporator with thin-sheet flow | |
FI121163B (en) | A submerged evaporator | |
JP2016209779A (en) | Evaporation system | |
SU993967A1 (en) | Evaporation film-type apparatus | |
RU2294786C2 (en) | Evaporation apparatus | |
JP2004249225A (en) | Structure of flush evaporator | |
RU2292935C2 (en) | Concentrator | |
PL241008B1 (en) | Multistage evaporator | |
PL119099B1 (en) | Solution vaporizing apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090310 |