RU2640198C1 - Rotation-percussion evaporator and method of vacuum transfer of complex liquids on its basis - Google Patents

Rotation-percussion evaporator and method of vacuum transfer of complex liquids on its basis Download PDF

Info

Publication number
RU2640198C1
RU2640198C1 RU2017101708A RU2017101708A RU2640198C1 RU 2640198 C1 RU2640198 C1 RU 2640198C1 RU 2017101708 A RU2017101708 A RU 2017101708A RU 2017101708 A RU2017101708 A RU 2017101708A RU 2640198 C1 RU2640198 C1 RU 2640198C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shock
liquid
evaporation
vanes
evaporator
Prior art date
Application number
RU2017101708A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Иванович Якименко
Original Assignee
Роман Иванович Якименко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роман Иванович Якименко filed Critical Роман Иванович Якименко
Priority to RU2017101708A priority Critical patent/RU2640198C1/en
Priority to PCT/RU2017/000936 priority patent/WO2018135970A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2640198C1 publication Critical patent/RU2640198C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G7/00Distillation of hydrocarbon oils
    • C10G7/06Vacuum distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/10Vacuum distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/08Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements in association with stationary outlet or deflecting elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11BPRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B9/00Essential oils; Perfumes
    • C11B9/02Recovery or refining of essential oils from raw materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

FIELD: machine engineering.SUBSTANCE: rotation-percussion evaporator for the evaporation of liquids, such as crude oil and petroleum products, consists of a sealed chamber, an evaporation of the spray dispenser, providing diffusion supplied thereto prepared liquid submitted in the below evaporation chamber with low-flow, steam inlet connected to the device for pumping steam, creating a preset vacuum in the evaporator chamber, and an accumulator of non-evaporated liquid. The evaporator is characterised in that the evaporator chamber has a crown of impact blades on the blade wheel, rotating at high speed on the shaft, introduced into the vaporisation chamber through the seal and driven by the drive, so that the droplet flow of the liquid from the spray dispenser, partially evaporating, moves towards the rotating percussion blades, which cut off small drops of droplets from it and strike powerful blows on them. Percussion blades have a sufficiently large surface area and are tilted to the plane of rotation, so as to maximize the intensity of the applied strokes, resulting in part of the liquid is sprayed and evaporates, while the other spreads on a surface percussion blades as dynamic films which, crushing and evaporating, flow down to the edges of the percussion blades, acquiring the velocity of percussion blades, break off from the edges of the percussion blades, disintegrate and continue to move, spraying and evaporating, towards the walls of the evaporation chamber, experience powerful impacts when they collide with the walls of the evaporation chamber, after which they partially evaporate and spread on the inner surface of the evaporation chamber in the form of a dynamic film that evaporates and flows downwards where the accumulator of unevaporated liquid is located, while the formed vapor is withdrawn through the intake using a steam evacuation device, for example a vacuum pump. A method of vacuum distillation of complex liquids based on a rotary-impact evaporator is also claimed.EFFECT: rotary percussive evaporator can effectively evaporate liquid possessing an unfavourable for traditional evaporation of thermophysical properties, as well as liquids with useful components affected thermochemical reactions and coking, direct heat input during the evaporation in the rotary percussive evaporator is not provided and not needed.4 cl, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Заявленное изобретение относится к устройствам, обеспечивающим интенсификацию испарения жидкостей за счет увеличения поверхности испарения, в том числе при помощи распыла, а также к способам, обеспечивающим вакуумную перегонку сложных жидкостей на основе таких устройств. Оно может быть применено в различных технологических процессах, предусматривающих испарение жидкостей, в число которых входят следующие процессы:The claimed invention relates to devices for intensifying the evaporation of liquids by increasing the evaporation surface, including by spraying, as well as to methods for vacuum distillation of complex liquids based on such devices. It can be used in various technological processes involving the evaporation of liquids, which include the following processes:

- перегонка нефти и нефтепродуктов;- distillation of oil and oil products;

- очистка и опреснение воды;- purification and desalination of water;

- получение элитных эфирных масел и спиртных напитков из жидких полуфабрикатов растительного происхождения.- obtaining elite essential oils and spirits from liquid semi-finished products of plant origin.

Заявленное изобретение эффективно в достаточно широком диапазоне атмосферных давлений в испарительной камере, включая вакуум. Оно может быть использовано для испарения жидкостей с физическими свойствами, неблагоприятными для испарения традиционными испарительными устройствами. К таким жидкостям относятся жидкости с повышенной температурой кипения или с повышенной вязкостью при заданных условиях в испарительной камере, а также жидкости со сложным составом, в который входят компоненты, подверженные термическому разрушению или коксованию при нагреве.The claimed invention is effective in a fairly wide range of atmospheric pressures in the evaporation chamber, including vacuum. It can be used to evaporate liquids with physical properties that are unfavorable for evaporation by traditional evaporative devices. Such liquids include liquids with a high boiling point or with increased viscosity under specified conditions in the evaporation chamber, as well as liquids with a complex composition, which includes components susceptible to thermal destruction or coking when heated.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Известны аналоги, предусматривающие увеличение поверхности испарения за счет распыла жидкости при помощи распылительных средств форсуночного типа в испарительной камере, в которой поддерживается вакуум (RU 2166528, МПК C10G 7/06, B01D 3/10, 29.06.1999; RU 2513857, МПК C19G 7/06, C10G 9/00, B01D 3/10, 01.10.2013). Создание вакуума ведет к понижению температуры кипения, что облегчает испарение, а распыл обеспечивает увеличение поверхности испарения. Оба эти фактора, взятые раздельно, благоприятны для испарения. Однако вакуум является неблагоприятным условием для распыла. Капли в капельных струях, истекающих из распылительных средств, становятся слишком крупными. Это объясняется тем, что с уменьшением плотности среды, в которую истекает жидкость, уменьшается интенсивность их взаимодействия, обеспечивающего распыл. Это явление хорошо известно в авиационном двигателестроении применительно к распылу топлива в камерах сгорания и описано многими авторами, в том числе в книге: Лефевр А., Процессы в камерах сгорания ГТД, Мир, Москва, 1986. Столкнувшись с неблагоприятным влиянием вакуума, авторы аналогов вынуждены были прибегнуть к вспомогательным мерам. Распыл при помощи распылительных средств форсуночного типа был дополнен вспомогательными приемами, способствующими измельчению. Увеличение поверхности испарения было дополнено формированием пленок неиспарившейся жидкости на стенках испарительной камеры. Вспомогательными приемами для измельчения были либо направление капельных струй от распылительных средств на препятствие в виде неподвижной стенки либо направление этих струй друг на друга.Analogs are known that provide an increase in the evaporation surface due to liquid spraying using atomizing means of a nozzle type in an evaporation chamber in which a vacuum is maintained (RU 2166528, IPC C10G 7/06, B01D 3/10, 06/29/1999; RU 2513857, IPC C19G 7 / 06, C10G 9/00, B01D 3/10, 10/01/2013). The creation of a vacuum leads to a lowering of the boiling point, which facilitates evaporation, and the spray provides an increase in the evaporation surface. Both of these factors, taken separately, are favorable for evaporation. However, vacuum is an unfavorable condition for spraying. The droplets in the drip streams flowing out of the spray means become too large. This is due to the fact that with a decrease in the density of the medium into which the fluid flows, the intensity of their interaction, which provides a spray, decreases. This phenomenon is well known in the aircraft engine industry as applied to fuel atomization in combustion chambers and is described by many authors, including the book: A. Lefebvre, Processes in GTE combustion chambers, Mir, Moscow, 1986. Faced with the unfavorable effect of vacuum, the authors of analogues are forced to were to resort to supporting measures. Spraying using nozzle-type spraying aids was supplemented by assistive techniques to facilitate grinding. The increase in the evaporation surface was supplemented by the formation of films of non-evaporated liquid on the walls of the evaporation chamber. Auxiliary methods for grinding were either the direction of the droplet jets from the spray means to the obstacle in the form of a fixed wall or the direction of these jets at each other.

В наиболее близком к заявленному изобретению аналоге (RU 2166528, МПК C10G 7/06, B01D 3/10, 29.06.1999), рассматриваемом как прототип, вспомогательным приемом для измельчения стало направление капельных струй от распылительных средств на препятствие в виде неподвижной стенки. Даже с учетом формирования пленок неиспарившейся жидкости на стенках испарительной камеры и препятствии, этого оказалось недостаточно для обеспечения необходимой интенсивности испарения, и к неподвижной стенке был организован подвод тепла. Недостатком прототипа является недостаточная эффективность средств, использованных для увеличения поверхности испарения. Фактически все они используют только ту энергию, что была запасена жидкостью перед подачей в испарительную камеру. Как следствие, в прототипе не удается обеспечить желаемую степень измельчения жидкости, которая позволила бы отказаться от неконтролируемого подвода тепла в процессе испарения. Неконтролируемый подвод тепла ведет к риску необратимых термохимических реакций и коксования.In the analogue closest to the claimed invention (RU 2166528, IPC C10G 7/06, B01D 3/10, 06/29/1999), considered as a prototype, an auxiliary method for grinding was the direction of droplet jets from spraying means to an obstacle in the form of a fixed wall. Even taking into account the formation of films of non-evaporating liquid on the walls of the evaporation chamber and the obstacle, this was not enough to provide the necessary evaporation rate, and a heat supply was organized to the fixed wall. The disadvantage of the prototype is the lack of effectiveness of the means used to increase the evaporation surface. In fact, all of them use only the energy that was stored in the liquid before being fed into the evaporation chamber. As a result, in the prototype it is not possible to provide the desired degree of grinding of the liquid, which would allow to abandon the uncontrolled heat supply during the evaporation process. Uncontrolled heat supply leads to the risk of irreversible thermochemical reactions and coking.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей заявленного изобретения является повышение эффективности средств, предназначенных для увеличения поверхности испарения в испарительном устройстве, в достаточно широком диапазоне давлений в испарительной камере, включая вакуум. Техническими результатами решения этой задачи будет повышение интенсивности испарения жидкостей, обладающих различными физическими свойствами, в том числе неблагоприятными для испарения традиционными испарительными устройствами, а также полный отказ от неконтролируемого подвода тепла непосредственно в процессе испарения.The objective of the claimed invention is to increase the efficiency of the means intended to increase the evaporation surface in the evaporation device, in a fairly wide range of pressures in the evaporation chamber, including vacuum. The technical results of solving this problem will be an increase in the evaporation rate of liquids with various physical properties, including unfavorable for evaporation by traditional evaporation devices, as well as a complete rejection of uncontrolled heat supply directly during evaporation.

Это достигается тем, что в отличие от прототипа капельная струя из распылительного средства форсуночного типа подается не на неподвижную стенку, а навстречу вращающимся ударным лопаткам, установленным в испарительной камере. Распылительное средство оснащено регулирующим элементом, позволяющим дозировать и подавать жидкость в испарительную камеру с достаточно малым расходом. Ударные лопатки имеют поверхности с достаточно большой площадью и установлены на лопаточном венце, вращающемся на валу с достаточно высокой скоростью. В процессе вращения ударные лопатки отсекают от капельной струи малые капельные порции жидкости и наносят по ним мощные удары. Эти удары ведут к динамическому растеканию жидкости по поверхности ударных лопаток и интенсивному испарению. Оценочные расчеты показывают, что при прочих равных условиях в этом случае результирующая энерговооруженность измельчения на единицу массы жидкости, даже при умеренных дозвуковых значениях скоростей ударных лопаток, будет на много порядков выше энерговооруженности измельчения в прототипе. Это неизбежно ведет к более эффективному измельчению, увеличению площади испарения и интенсификации испарения.This is achieved by the fact that, unlike the prototype, the droplet stream from the spraying means of the nozzle type is supplied not to the fixed wall, but towards the rotating shock vanes installed in the evaporation chamber. The spraying means is equipped with a regulating element, which allows metering and supplying liquid to the evaporation chamber with a sufficiently low flow rate. Impact blades have surfaces with a sufficiently large area and are mounted on a blade rim rotating on the shaft at a sufficiently high speed. During rotation, the shock vanes cut off small droplets of liquid from the droplet stream and inflict powerful blows on them. These impacts lead to the dynamic spreading of fluid over the surface of the shock vanes and intense evaporation. Evaluation calculations show that, ceteris paribus, in this case, the resulting power ratio of grinding per unit mass of liquid, even at moderate subsonic speeds of shock blades, will be many orders of magnitude higher than the power ratio of grinding in the prototype. This inevitably leads to more efficient grinding, an increase in the area of evaporation and intensification of evaporation.

Следует отметить, что такой подход позволяет увеличить интенсивность испарения в достаточно широком диапазоне давлений в испарительной камере, включая вакуум. При этом в вакууме сопротивление среды движению ударных лопаток существенно уменьшается, а затраты энергии на вращение венца ударных лопаток существенно сокращаются. Высокая энерговооруженность измельчения позволяет эффективно испарять жидкости, обладающие различными физическими свойствами, в том числе неблагоприятными для испарения традиционными испарительными устройствами. При условии, что исходная жидкость предварительно кондиционируется, подвод тепла непосредственно в процессе испарения можно полностью исключить.It should be noted that this approach allows one to increase the evaporation rate over a rather wide range of pressures in the evaporation chamber, including vacuum. In this case, in vacuum, the resistance of the medium to the movement of the shock vanes is significantly reduced, and the energy consumption for the rotation of the crown of the shock vanes is significantly reduced. The high power-to-weight ratio of grinding makes it possible to efficiently evaporate liquids with various physical properties, including unfavorable for evaporation by traditional evaporation devices. Provided that the initial liquid is preconditioned, the supply of heat directly during the evaporation process can be completely eliminated.

Описание чертежейDescription of drawings

На фиг. 1 представлено продольное сечение базового исполнения заявленного ротационно-ударного испарителя. На фиг. 2 представлено поперечное сечение базового исполнения заявленного ротационно-ударного испарителя. На фиг. 3 представлено поперечное сечение усовершенствованного исполнения заявленного ротационно-ударного испарителя, позволяющего ему самостоятельно обеспечивать откачку образовавшегося пара и поддержание заданного вакуума в испарительной камере за счет наклона и профилирования ударных лопаток.In FIG. 1 shows a longitudinal section of the basic version of the claimed rotary shock evaporator. In FIG. 2 shows a cross section of the basic design of the claimed rotary shock evaporator. In FIG. 3 is a cross-sectional view of an improved embodiment of the inventive rotary-impact evaporator, which allows it to independently pump the generated vapor and maintain a given vacuum in the evaporation chamber due to the inclination and profiling of the shock vanes.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

В базовом исполнении ротационно-ударный испаритель содержит герметичную испарительную камеру (1), венец ударных лопаток (2), лопаточное колесо (3), вал (4), уплотнение (5), привод (6), подводящую жидкостную магистраль (7), распылительный дозатор (8), заборник пара (10), устройство для откачки пара (11), отводящую паровую магистраль (12), накопитель (14), кран (15), отводящую жидкостную магистраль (16).In the basic version, the rotary shock evaporator contains a sealed evaporation chamber (1), a crown of shock vanes (2), a blade wheel (3), a shaft (4), a seal (5), a drive (6), an inlet fluid line (7), spray dispenser (8), steam intake (10), a device for pumping steam (11), a discharge steam line (12), a storage ring (14), a crane (15), a discharge liquid line (16).

Важно отметить, что приводом (6) может быть электромотор, устройством для откачки пара (11) может быть вакуумный насос. Ударные лопатки (2), поверхности которых имеют достаточно большую площадь, наклонены к плоскости вращения так, чтобы с учетом взаимного расположения лопаточного колеса (3) и распылительного дозатора (8) обеспечить максимальную интенсивность ударов по капельным порциям жидкости от распылительного дозатора (8).It is important to note that the drive (6) can be an electric motor, the device for pumping steam (11) can be a vacuum pump. Impeller blades (2), the surfaces of which have a sufficiently large area, are inclined to the plane of rotation so that, taking into account the relative position of the impeller (3) and the spray dispenser (8), the maximum intensity of impacts on droplets of liquid from the spray dispenser (8) is ensured.

Ротационно-ударный испаритель в базовом исполнении работает следующим образом.Rotary-shock evaporator in the basic version operates as follows.

Устройство для откачки пара (11) обеспечивает заданный вакуум в испарительной камере (1). Лопаточное колесо (3), на котором установлен венец ударных лопаток (2), при помощи вала (4), введенного в испарительную камеру (1) через уплотнение (5), приводится во вращение приводом (6). Исходная жидкость поступает к распылительному дозатору (8) по подводящей жидкостной магистрали (7). Из распылительного дозатора (8) жидкость в виде капельной струи (9) подается в испарительную камеру (1) навстречу вращающимся с достаточно большой скоростью ударным лопаткам (2). В процессе вращения ударные лопатки (2) отсекают от капельной струи (9) малые капельные порции и наносят по ним мощные удары. В результате одна часть жидкости распыляется и испаряется, а другая часть жидкости растекается по поверхности ударных лопаток (2) в виде динамических пленок. Пленки, измельчаясь и испаряясь, стекают к краям ударных лопаток (2). В процессе стекания пленки приобретают скорость ударных лопаток (2) относительно стенок испарительной камеры (1). Срываясь с краев ударных лопаток (2), пленки распадаются и продолжают двигаться, испаряясь, по направлению к стенкам испарительной камеры (1). Вновь происходят мощные удары. Жидкость вновь частично распыляется и испаряется, а частично растекается по внутренней поверхности испарительной камеры (1) в виде пленки, которая, измельчаясь и испаряясь, стекает вниз. Отбор образовавшегося пара производится через заборник (10) при помощи устройства для откачки пара (11). Далее пар поступает в отводящую паровую магистраль (12). Неиспарившаяся жидкость (13) собирается в накопителе (14), откуда в заданное время отбирается через кран (15) и направляется далее по отводящей жидкостной магистрали (16).A device for pumping steam (11) provides a predetermined vacuum in the evaporation chamber (1). The impeller (3), on which the crown of the impact vanes (2) is mounted, is driven by the drive (6) through the shaft (4) inserted into the evaporation chamber (1) through the seal (5). The initial fluid enters the spray dispenser (8) through the inlet fluid line (7). From the spray dispenser (8), the liquid in the form of a droplet jet (9) is supplied to the evaporation chamber (1) to meet the shock vanes rotating at a sufficiently high speed (2). During the rotation, the impact vanes (2) cut off small droplet portions from the drip jet (9) and deliver powerful blows to them. As a result, one part of the liquid is sprayed and vaporized, and the other part of the liquid spreads over the surface of the shock vanes (2) in the form of dynamic films. Films, crushed and evaporated, flow to the edges of the impact blades (2). In the process of film draining, the speed of the shock vanes (2) relative to the walls of the evaporation chamber (1) becomes. Tearing off the edges of the shock vanes (2), the films disintegrate and continue to move, evaporating, towards the walls of the evaporation chamber (1). Powerful blows occur again. The liquid is again partially atomized and evaporated, and partially spreads over the inner surface of the evaporation chamber (1) in the form of a film, which, being crushed and evaporated, flows down. The selection of the formed steam is carried out through the intake (10) using a device for pumping steam (11). Next, the steam enters the exhaust steam line (12). Unevaporated liquid (13) is collected in the accumulator (14), from where at a given time it is taken out through the valve (15) and sent further along the discharge liquid line (16).

В доработанном по откачке пара исполнении ротационно-ударный испаритель содержит ударные лопатки (2), которым придана форма, подобная форме лопаток в лопаточном вакуумном насосе. При этом угол наклона ударных лопаток (2) к плоскости вращения подобен углу наклона лопаток к плоскости вращения в лопаточном вакуумном насосе. Остальные элементы в этом исполнении те же, что и в базовом исполнении, за исключением устройства для откачки пара (11), которое может отсутствовать. Ротационно-ударный испаритель в этом исполнении работает подобно ротационно-ударному испарителю в базовом исполнении, за исключением того, что вращение ударных лопаток (2) обеспечивает не только нанесение мощных ударов по малым капельным порциям исходной жидкости, но и откачку образовавшегося пара, а также поддержание заданного вакуума в испарительной камере.In a modified version for steam evacuation, the rotary percussion evaporator contains shock vanes (2), which are given a shape similar to the shape of vanes in a vane vacuum pump. Moreover, the angle of inclination of the shock vanes (2) to the plane of rotation is similar to the angle of inclination of the blades to the plane of rotation in a vane vacuum pump. The remaining elements in this version are the same as in the basic version, with the exception of the device for pumping steam (11), which may be absent. The rotary percussion evaporator in this version works like a rotary percussion evaporator in the basic version, except that the rotation of the shock vanes (2) provides not only powerful strikes on small droplets of the initial liquid, but also pumping out the generated vapor, as well as maintaining preset vacuum in the evaporation chamber.

В доработанном по измельчению жидкости исполнении ротационно-ударный испаритель содержит ударные лопатки (2), поверхности которых придана ребристая форма. Ребра направлены поперек движению растекающейся после начального удара пленки жидкости. Остальные элементы в этом исполнении те же, что и в базовом исполнении или в исполнении, доработанном по откачке пара. Ротационно-ударный испаритель в доработанном по измельчению жидкости исполнении работает подобно ротационно-ударному испарителю в одном из двух предыдущих исполнений, за исключением того, что пленка растекающейся после начального удара жидкости при преодолении ребер испытывает многочисленные удары меньшей интенсивности. Эти удары способствуют дополнительному измельчению жидкости и дополнительной интенсификации испарения.In a modified fluid grinding design, the rotary shock evaporator contains shock blades (2), the surfaces of which are given a ribbed shape. The ribs are directed across the movement of the liquid film spreading after the initial impact. The remaining elements in this version are the same as in the basic version or in the version modified for pumping out steam. A rotary-impact evaporator in a modified refinement of liquid grinding works similarly to a rotary-shock evaporator in one of the two previous versions, except that the film spreading after the initial impact of the liquid experiences numerous impacts of lower intensity when crossing the ribs. These strokes contribute to additional grinding of the liquid and additional intensification of evaporation.

Способность ротационно-ударного испарителя в доработанном по откачке пара исполнении самостоятельно поддерживать заданный уровень вакуума в испарительной камере делает его привлекательным для использования при вакуумной перегонке сложных жидкостей. Способы вакуумной перегонки основаны на том, что компоненты с разными физическими свойствами испаряются с разной интенсивностью, а после конденсации пара в конденсаторе получается жидкость, обогащенная более испаряемым компонентом. Особенностью заявленного способа является использование ротационно-ударного испарителя. Это сказывается как на самом процессе испарения, так и на требованиях к предварительной подготовке жидкости. Из жидкости должны быть удалены посторонние включения, способные повредить ударные лопарки, а температура жидкости должна быть доведена до уровня, оптимального для работы ротационно-ударного испарителя.The ability of a rotary shock evaporator in a modified version for steam evacuation to independently maintain a given vacuum level in the evaporation chamber makes it attractive for use in the vacuum distillation of complex liquids. Vacuum distillation methods are based on the fact that components with different physical properties evaporate with different intensities, and after condensation of the vapor in the condenser, a liquid is enriched with a more evaporated component. A feature of the claimed method is the use of a rotary shock evaporator. This affects both the evaporation process itself and the requirements for the preliminary preparation of the liquid. Extraneous inclusions capable of damaging the shock vanes must be removed from the liquid, and the temperature of the liquid must be brought to a level optimal for the operation of the rotary-impact evaporator.

Способ вакуумной перегонки сложных жидкостей при помощи ротационно-ударного испарителя заключается в следующем.The method of vacuum distillation of complex liquids using a rotary shock evaporator is as follows.

Исходная сложная жидкость предварительно подготавливается за счет фильтрации и контролируемого доведения ее температуры до уровня, оптимального для работы ротационно-ударного испарителя. Одновременно в действие приводится ротационно-ударный испаритель, раскручивается лопаточное колесо и создается вакуум в испарительной камере. Вакуум может создаваться как за счет вращения ударных лопаток, так и за счет отдельного вакуумного насоса. Затем подготовленная жидкость подается через распылительный дозатор в испарительную камеру, где в ходе последовательности мощных ударов и образования динамических пленок происходит образование пара, обогащенного легкоиспаряемым компонентом исходной жидкости. Образовавшийся пар отбирается из испарительной камеры либо за счет напора, создаваемого за счет вращения ударных лопаток, либо за счет отдельного вакуумного насоса, и подается в конденсатор. Образовавшаяся в конденсаторе жидкость обогащена легкоиспаряемым компонентом. Неиспарившаяся в испарительной камере жидкость обогащена остальными компонентами.The initial complex liquid is preliminarily prepared by filtration and a controlled adjustment of its temperature to a level optimal for the operation of a rotary shock evaporator. At the same time, a rotary shock evaporator is driven, a blade wheel is untwisted and a vacuum is created in the evaporation chamber. Vacuum can be created both due to the rotation of the shock vanes, and due to a separate vacuum pump. Then, the prepared liquid is fed through the spray batcher into the evaporation chamber, where during the sequence of powerful shocks and the formation of dynamic films, steam is formed enriched in the easily evaporated component of the initial liquid. The resulting vapor is taken from the evaporation chamber either due to the pressure created by the rotation of the shock vanes, or due to a separate vacuum pump, and fed to the condenser. The liquid formed in the condenser is enriched with a volatile component. The liquid that has not evaporated in the evaporation chamber is enriched with the remaining components.

Claims (4)

1. Ротационно-ударный испаритель для испарения жидкостей, например нефти и нефтепродуктов, состоящий из герметичной испарительной камеры, распылительного дозатора, обеспечивающего распыл подающейся к нему подготовленной жидкости, подаваемой в испарительную камеру с малым расходом, заборника пара, соединенного с устройством для откачки пара, например вакуумным насосом, создающим заданный вакуум в испарительной камере, и накопителем неиспарившейся жидкости, отличающийся тем, что в испарительной камере установлен венец ударных лопаток на лопаточном колесе, вращающемся с высокой скоростью на валу, введенном в испарительную камеру через уплотнение и приводящемся во вращение приводом, который может быть электромотором, так, что капельный поток жидкости от распылительного дозатора, частично испаряясь, движется навстречу вращающимся ударным лопаткам, которые отсекают от него малые капельные порции и наносят по ним мощные удары, причем ударные лопатки имеют достаточно большую площадь поверхности и наклонены к плоскости вращения так, чтобы обеспечить максимальную интенсивность наносимых ударов, в результате чего часть жидкости распыляется и испаряется, а другая растекается по поверхности ударных лопаток в виде динамических пленок, которые, измельчаясь и испаряясь, стекают к краям ударных лопаток, приобретая скорость ударных лопаток, срываются с краев ударных лопаток, распадаются и продолжают двигаться, распыляясь и испаряясь, по направлению к стенкам испарительной камеры, испытывают мощные удары при столкновении со стенками испарительной камеры, после чего, частично испаряясь, растекаются по внутренней поверхности испарительной камеры в виде динамической пленки, которая, испаряясь, стекает вниз, где расположен накопитель неиспарившейся жидкости, в то время как образовавшийся пар отводится через заборник при помощи устройства для откачки пара, например вакуумного насоса.1. Rotary shock evaporator for the evaporation of liquids, such as oil and petroleum products, consisting of a sealed evaporation chamber, a spray dispenser, which provides a spray of prepared liquid supplied to it, supplied to the evaporation chamber with a low flow rate, a steam intake connected to a device for pumping steam, for example, a vacuum pump that creates a predetermined vacuum in the evaporation chamber, and an accumulator of non-vaporized liquid, characterized in that a crown of shock vanes is installed in the evaporation chamber and a blade wheel rotating at high speed on a shaft inserted into the evaporation chamber through a seal and driven by a drive, which can be an electric motor, so that the droplet fluid flow from the spray dispenser, partially evaporating, moves towards the rotating shock vanes, which are cut off from small dropping portions and inflicting powerful blows on them, and the shock vanes have a sufficiently large surface area and are inclined to the plane of rotation so as to ensure maximum intensity the impact of strikes, as a result of which part of the liquid is sprayed and vaporized, and the other spreads over the surface of the shock vanes in the form of dynamic films, which, crushing and evaporating, flow to the edges of the shock vanes, acquiring the speed of the shock vanes, break from the edges of the shock vanes, disintegrate and continue to move, spraying and evaporating, towards the walls of the evaporation chamber, experience powerful shocks when they collide with the walls of the evaporation chamber, after which, partially evaporating, spread over the inner the surface of the evaporation chamber in the form of a dynamic film, which, evaporating, flows down to where the accumulator of non-vaporized liquid is located, while the generated vapor is discharged through the intake using a device for pumping steam, such as a vacuum pump. 2. Ротационно-ударный испаритель по п. 1, доработанный по откачке пара, в котором ударным лопаткам придана форма, подобная форме лопаток в лопаточном вакуумном насосе, а угол наклона ударных лопаток к плоскости вращения установлен близким к углу наклона лопаток к плоскости вращения в лопаточном вакуумном насосе, что наряду с измельчением жидкости позволяет обеспечить откачку пара и поддержание необходимого вакуума в испарительной камере за счет вращения ударных лопаток, а также позволяет отказаться от отдельного устройства для откачки пара.2. The rotary-impact evaporator according to claim 1, modified by pumping out steam, in which the shock vanes are given a shape similar to the shape of vanes in a vane vacuum pump, and the angle of inclination of the shock vanes to the plane of rotation is set close to the angle of inclination of the vanes to the plane of rotation of the vanes a vacuum pump, which, along with grinding the liquid, allows for pumping out the steam and maintaining the necessary vacuum in the evaporation chamber due to the rotation of the shock vanes, and also allows you to abandon a separate device for pumping pa. 3. Ротационно-ударный испаритель по п. 1 или 2, доработанный по измельчению жидкости, в котором поверхности ударных лопаток придана ребристая форма, причем ребра направлены поперек движению растекающейся после начального удара динамической пленки жидкости и наносят по ней многочисленные удары меньшей интенсивности, что способствует дополнительному измельчению жидкости и дополнительной интенсификации испарения.3. The rotary-impact evaporator according to claim 1 or 2, modified by grinding the liquid, in which the surface of the shock vanes is given a ribbed shape, the ribs being directed across the movement of the dynamic fluid film spreading after the initial impact and inflicting numerous hits of lower intensity on it, which contributes to additional grinding fluid and additional intensification of evaporation. 4. Способ вакуумной перегонки сложных жидкостей на основе ротационно-ударного испарителя по пп. 1, 2 или 3, в соответствии с которым вакуумная перегонка обеспечивается в результате создания вакуума в испарительной камере, подачи жидкости в испарительную камеру в виде капельной струи, испарения легкоиспаряемого компонента жидкости, отбора пара из испарительной камеры и его конденсации в конденсаторе, в результате чего в конденсаторе накапливается жидкость, обогащенная легкоиспаряемым компонентом, а в испарительной камере накапливается неиспарившаяся жидкость, обогащенная трудноиспаряемым компонентом, отличающийся тем, что испарение обеспечивается ротационно-ударным испарителем, в который подается подготовленная жидкость без посторонних включений с температурой, доведенной до уровня, оптимального для работы ротационно-ударного испарителя, в котором вакуум создается за счет вакуумного насоса, а увеличение поверхности испарения обеспечивается за счет мощных ударов, наносимых по порциям жидкости ударными лопатками.4. The method of vacuum distillation of complex liquids based on a rotary shock evaporator according to paragraphs. 1, 2 or 3, according to which vacuum distillation is ensured as a result of creating a vacuum in the evaporation chamber, supplying liquid to the evaporation chamber in the form of a droplet jet, evaporation of the easily evaporated liquid component, selection of steam from the evaporation chamber and its condensation in the condenser, as a result of which in the condenser, liquid enriched in the volatile component accumulates, and in the evaporation chamber, non-vaporized liquid enriched in the volatile component accumulates, characterized in that This is ensured by a rotary-shock evaporator, into which the prepared liquid is supplied without foreign inclusions with a temperature brought to a level optimal for the operation of the rotary-shock evaporator, in which the vacuum is created by the vacuum pump, and the increase in the evaporation surface is ensured by powerful shocks applied in portions of liquid by shock blades.
RU2017101708A 2017-01-19 2017-01-19 Rotation-percussion evaporator and method of vacuum transfer of complex liquids on its basis RU2640198C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017101708A RU2640198C1 (en) 2017-01-19 2017-01-19 Rotation-percussion evaporator and method of vacuum transfer of complex liquids on its basis
PCT/RU2017/000936 WO2018135970A1 (en) 2017-01-19 2017-12-14 Rotary percussion evaporator and method of vacuum distillation of complex liquids on the basis thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017101708A RU2640198C1 (en) 2017-01-19 2017-01-19 Rotation-percussion evaporator and method of vacuum transfer of complex liquids on its basis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2640198C1 true RU2640198C1 (en) 2017-12-27

Family

ID=62909061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017101708A RU2640198C1 (en) 2017-01-19 2017-01-19 Rotation-percussion evaporator and method of vacuum transfer of complex liquids on its basis

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2640198C1 (en)
WO (1) WO2018135970A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756079C1 (en) * 2021-02-11 2021-09-27 Роман Иванович Якименко Rotary impact evaporator with disc ejector
CN114570078A (en) * 2022-02-11 2022-06-03 黄永钦 Feeding device of liquid evaporator

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113598396B (en) * 2021-09-07 2022-05-10 广州天地实业有限公司 Multifunctional vertical vacuum spraying machine

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1694196A1 (en) * 1988-12-16 1991-11-30 Красноярский Политехнический Институт Cavitation reactor
RU94037575A (en) * 1994-09-30 1996-07-27 Акционерное общество Научно-производственное объединение "Теплоэнергетика" Method and apparatus of waste oils purification from water and low-boiling fractions
RU2068100C1 (en) * 1992-12-16 1996-10-20 Сухман Лев Абрамович Blade rim of axial turbine
RU2166528C2 (en) * 1999-06-29 2001-05-10 Калининградский государственный технический университет Method and apparatus for vacuum distillation of compound liquids, for example petroleum and petroleum derivatives
RU2218206C2 (en) * 2002-06-24 2003-12-10 Черепанов Олег Валентинович Device for hydro-acoustic treatment of liquids
RU2232630C2 (en) * 2002-05-06 2004-07-20 Селиванов Николай Иванович Method of resonance excitation of liquid and method and device for heating liquid
UA85851C2 (en) * 2006-04-19 2009-03-10 Борис Михайлович Посмітний Device for heating liquid (steam generator)
RU2504575C2 (en) * 2009-06-25 2014-01-20 Юоп Ллк Method and apparatus for separating coal tar from suspended-phase hydrocracked vacuum gas oil and composition thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1694196A1 (en) * 1988-12-16 1991-11-30 Красноярский Политехнический Институт Cavitation reactor
RU2068100C1 (en) * 1992-12-16 1996-10-20 Сухман Лев Абрамович Blade rim of axial turbine
RU94037575A (en) * 1994-09-30 1996-07-27 Акционерное общество Научно-производственное объединение "Теплоэнергетика" Method and apparatus of waste oils purification from water and low-boiling fractions
RU2166528C2 (en) * 1999-06-29 2001-05-10 Калининградский государственный технический университет Method and apparatus for vacuum distillation of compound liquids, for example petroleum and petroleum derivatives
RU2232630C2 (en) * 2002-05-06 2004-07-20 Селиванов Николай Иванович Method of resonance excitation of liquid and method and device for heating liquid
RU2218206C2 (en) * 2002-06-24 2003-12-10 Черепанов Олег Валентинович Device for hydro-acoustic treatment of liquids
UA85851C2 (en) * 2006-04-19 2009-03-10 Борис Михайлович Посмітний Device for heating liquid (steam generator)
RU2504575C2 (en) * 2009-06-25 2014-01-20 Юоп Ллк Method and apparatus for separating coal tar from suspended-phase hydrocracked vacuum gas oil and composition thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756079C1 (en) * 2021-02-11 2021-09-27 Роман Иванович Якименко Rotary impact evaporator with disc ejector
CN114570078A (en) * 2022-02-11 2022-06-03 黄永钦 Feeding device of liquid evaporator
CN114570078B (en) * 2022-02-11 2024-04-23 广东鸿浩半导体设备有限公司 Feeding device of liquid evaporator

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018135970A1 (en) 2018-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2640198C1 (en) Rotation-percussion evaporator and method of vacuum transfer of complex liquids on its basis
US5261949A (en) Method of producing an atomized liquid to be conveyed in a stream of carrier gas and apparatus for implementing the method
CN102872994A (en) Long-distance air supply mist and smoke spraying machine
CN202342918U (en) Ultrasonic atomization concentration device
CN204620263U (en) A kind of aqueous vapor well steam atomization injector
RU143459U1 (en) DEED FOR PROCESSING SEEDS
CN105727583A (en) Fine atomization flash tank
JPH04500720A (en) Method of atomizing liquids and equipment for carrying out this method
US1215140A (en) Evaporator.
CN204767780U (en) Secondary atomizing oil -water separator
RU2309832C2 (en) Plant for cleaning the surfaces
RU2756079C1 (en) Rotary impact evaporator with disc ejector
CN202715498U (en) Remote air supply mist and smoke spraying machine
CN206198719U (en) Vacuum atomizing oil purifier
RU2002108733A (en) APPARATUS AND METHOD FOR SEPARATION OF MIXED LIQUIDS
JP2007330146A (en) Method and device for drying liquid processed product into fine powder
US6299781B1 (en) Removal of hydrocarbon components from an aqueous waste stream
CN207903940U (en) A kind of industry high-salt sewage atomization and vaporization device
RU2095116C1 (en) Vacuum distillation plant
CN219764535U (en) Ejection type vacuum stripping tower device
RU2166528C2 (en) Method and apparatus for vacuum distillation of compound liquids, for example petroleum and petroleum derivatives
US6444000B1 (en) Steam driven fuel slurrifier
US4724683A (en) Johnson tube, a thermodynamic heat pump
CN200980962Y (en) Double-effect spraying vacuum separating device
RU159757U1 (en) DEVICE FOR CLEANING WASTE OILS FROM WATER AND LOW-BOILING FRACTIONS