RU34095U1 - Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions - Google Patents

Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions Download PDF

Info

Publication number
RU34095U1
RU34095U1 RU2003117132/20U RU2003117132U RU34095U1 RU 34095 U1 RU34095 U1 RU 34095U1 RU 2003117132/20 U RU2003117132/20 U RU 2003117132/20U RU 2003117132 U RU2003117132 U RU 2003117132U RU 34095 U1 RU34095 U1 RU 34095U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
shell
evaporator
heater
inlet
Prior art date
Application number
RU2003117132/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.М. Ронкин
Н.М. Борисоник
В.М. Ковзель
Э.С. Фомин
В.С. Черноскутов
Б.Г. Бехтев
Е.В. Пустынных
О.Г. Жарков
В.И. Таскаев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Уральский научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой промышленности"
Ронкин Владимир Михайлович
Ковзель Владимир Михайлович
Фомин Эдуард Сергеевич
Черноскутов Валентин Степанович
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 Открытое акционерное общество "Уральский научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой промышленности", Ронкин Владимир Михайлович, Ковзель Владимир Михайлович, Фомин Эдуард Сергеевич, Черноскутов Валентин Степанович filed Critical Открытое акционерное общество "Уральский научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой промышленности"
Priority to RU2003117132/20U priority Critical patent/RU34095U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU34095U1 publication Critical patent/RU34095U1/en

Links

Landscapes

  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

г 6 о 3 1 1 1 гg 6 o 3 1 1 1 g

МПКВОШ1/12MPKVOSH1 / 12

Выпарной аппарат для кристаллпзующихся и накипеобразующихEvaporating apparatus for crystallizable and scale forming

Полезная модель относится к выпарной технике. Она может быть использована в конструкциях выпарных аппаратов, предназначенных для упаривания растворов, из которых происходит выделение кристаллизующихся и накипеобразующих солей, работающих в таком режиме, когда упариваемый раствор циркулирует через теплообменные трубки.The utility model relates to evaporation technology. It can be used in the construction of evaporators designed for evaporation of solutions, from which crystallizing and scale-forming salts are released, operating in such a mode when the evaporated solution circulates through heat exchange tubes.

При выпаривании кристаллиззтощихся и накипеобразующих растворов из раствора удаляется часть растворителя - воды. Вследствие этого происходит выделение из раствора кристаллизующейся соли. При этом важнейшее значение играет равномерность распределения циркулирующего в выпарном аппарате раствора по трубкам трубчатого подогревателя. В то же время для большинства выпарных аппаратов, особенно для аппаратов с трубчатыми подогревателями большого диаметра с большим количеством трубок, добиться равномерного распределения раствора по трубкам не удается. Как показали испытания выпарных аппаратов, по одним трубкам трубчатого подогревателя раствор идет вверх со значительной скоростью, в других - неподвижен, а по третьим даже опускается вниз. Следствием указанной неравномерности распределения раствора по трубкам является зарастание внутренней поверхности и последующая забивка трубок кристаллизующейся солью. В результате производительность аппарата снижается и его приходится промывать водой, которую необходимо упаривать, на что требуются дополнительные затраты пара. В случае же равномерного распределения раствора по трубкам их зарастание и забивка значительно снижается. Это ведет к увеличению производительности, увеличению продолжительности межпромывочного цикла работы, снижению количества воды, вводимой на промывку аппарата и, следовательно, затрат пара на ее выпаривание.When evaporating crystallizing and scale-forming solutions, part of the solvent, water, is removed from the solution. As a result of this, crystallizing salt precipitates from the solution. In this case, the uniformity of the distribution of the solution circulating in the evaporator through the tubes of the tubular heater plays the most important role. At the same time, for most evaporators, especially for devices with large diameter tubular heaters with a large number of tubes, it is not possible to achieve uniform distribution of the solution through the tubes. As tests of evaporators have shown, in one tube of the tubular heater the solution goes up at a considerable speed, in the other it is motionless, and in the third it even goes down. The consequence of this uneven distribution of the solution in the tubes is the overgrowth of the inner surface and the subsequent clogging of the tubes with crystallizing salt. As a result, the productivity of the apparatus decreases and it has to be washed with water, which must be evaporated, which requires additional steam costs. In the case of a uniform distribution of the solution through the tubes, their overgrowing and clogging is significantly reduced. This leads to an increase in productivity, an increase in the duration of the inter-flushing cycle, a decrease in the amount of water introduced to flush the apparatus and, consequently, the cost of steam for its evaporation.

растворовsolutions

Известен выпарной аппарат с естественной циркуляцией с выносной трубчатой нагревательной камерой (см. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -М.: Химия, 1971. -с. 388-389). Аппарат состоит из сепаратора, выносной трубчатой нагревательной камеры, подсоединенных к ней входной и выходной растворных камер и циркуляционной трубы, соединенной с входной растворной камерой. Причем во входной растворной камере размещено устройство для распределения потока раствора по трубам нагревательной камеры, выполненное в виде нескольких направляющих пластин, расположенных на повороте из трубы во входнзто камеру и изогнутых по радиусу поворота.Known evaporator with natural circulation with an external tubular heating chamber (see Kasatkin A.G. Basic processes and apparatuses of chemical technology. -M .: Chemistry, 1971. -p. 388-389). The apparatus consists of a separator, a remote tubular heating chamber, inlet and outlet solution chambers connected to it, and a circulation pipe connected to the inlet solution chamber. Moreover, in the inlet solution chamber there is a device for distributing the solution flow through the pipes of the heating chamber, made in the form of several guide plates located on a bend from the pipe into the inlet chamber and bent along the turning radius.

Данный аппарат применяется для упаривания кристаллизующихся и накипеобразующих растворов.This apparatus is used to evaporate crystallizing and scale-forming solutions.

Недостатком известного аппарата является недостаточная эффективность выпаривания вследствие невысокой интенсивности теплообмена, быстрое зарастание и забивка трубок кристаллизующейся солью. В результате аппарат приходится промывать, а промывную воду упаривать, затрачивая на это дополнительно пар. Причина отмеченных недостатков состоит в неэффективности распределительного устройства во входной камере известного аппарата, не обеспечивающего равномерность распределения потока раствора по трубам нагревательной камеры, что приводит к зарастанию и забивке трубок, снижению интенсивности работы и производительности аппарата.A disadvantage of the known apparatus is the insufficient evaporation efficiency due to the low heat transfer intensity, rapid overgrowing and clogging of the tubes with crystallizing salt. As a result, the apparatus has to be washed, and the washing water evaporated, spending an additional steam. The reason for the noted shortcomings is the inefficiency of the distribution device in the input chamber of the known apparatus, which does not ensure uniform distribution of the solution flow through the pipes of the heating chamber, which leads to overgrowing and clogging of the tubes, reducing the intensity of the apparatus and the productivity of the apparatus.

Известен выпарной аппарат (см. выпарной аппарат фирмы «Спейшим, черт. № 0981123, Воскресенское ПО «Фосфорит, 1968 г.), содержащий трубчатый подогреватель с соединенными с ним входной и выходной растворными камерами, сепаратор, подключенный к подогревателю посредством трубы вскипания и циркуляционной трубы, насос и устройство для предотвращения отложений кристаллов в трубах подогревателя, выполненное в виде перфорированной решетки, установленной в циркуляционной трубе.A known evaporator (see the evaporator of the company "Speyshim, drawing. No. 0981123, Voskresensk PO" Phosphorite, 1968), containing a tubular heater with connected inlet and outlet solution chambers, a separator connected to the heater through a boiling pipe and circulation pipes, a pump and a device to prevent deposits of crystals in the pipes of the heater, made in the form of a perforated lattice installed in the circulation pipe.

Недостаток известного аппарата состоит в быстрой забивке труб трубчатого подогревателя и снижении интенсивности работы и производительности аппарата. Примененное в аппарате устройство дляA disadvantage of the known apparatus is the quick clogging of the pipes of the tubular heater and a decrease in the intensity of operation and productivity of the apparatus. Applied device for

2.2.

te)te)

предотвращения отложений в виде перфорированной решетки, установленной в циркуляционной трубе, не обеспечивает равномерное распределение раствора по трубкам, что приводит к их зарастанию.preventing deposits in the form of a perforated grating installed in the circulation pipe does not provide an even distribution of the solution through the tubes, which leads to their overgrowing.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности является выпарной аппарат для кристаллизующихся и накипеобразующих растворов по авт. свид. СССР .№ 719648 МПК BO1D 1/12, 1980 г., содержащий трубчатый подогреватель, имеющий входную и выходнзто растворные камеры, сепаратор, подключенный к подогревателю посредством трубы вскипания и циркуляционной трубы, насос и устройство для предотвращения отложений кристаллов в трубах подогревателя, установленное во входной растворной камере и выполненное в виде вертикальных пластин, пересекающихся между собой с образованием ячеек для прохода раствора с расстоянием между пластинами, равным (0,5 - 1) диаметра труб подогревателя с высотой пластин, равной (0,15 - 15) расстояния между пластинами. Этот аппарат принят за прототип.Closest to the claimed technical essence is an evaporator for crystallizing and scale-forming solutions according to ed. testimonial. USSR. No. 719648 IPC BO1D 1/12, 1980, containing a tubular heater having an inlet and outlet solution chambers, a separator connected to the heater by means of a boiling pipe and a circulation pipe, a pump and a device for preventing crystal deposits in the heater pipes, installed in the inlet mortar chamber and made in the form of vertical plates intersecting each other with the formation of cells for the passage of the solution with a distance between the plates equal to (0.5 - 1) the diameter of the heater tubes with the height of the plates is (0.15 - 15) the distance between the plates. This device is taken as a prototype.

Данный аппарат позволяет упаривать кристаллизующиеся и накипеобразующие растворы с достаточно высокой интенсивностью и производительностью. При этом имеющееся в известном аппарате устройство для предотвращения отложений кристаллов в трубках подогревателя, установленное во входной растворной камере, улавливает крупные куски и наросты кристаллов соли и не позволяет им попасть в трубки и закупорить их.This device allows you to evaporate crystallizing and scale-forming solutions with a sufficiently high intensity and performance. At the same time, the device in the known apparatus for preventing the deposition of crystals in the heater tubes, installed in the inlet solution chamber, captures large pieces and growths of salt crystals and does not allow them to get into the tubes and clog them.

Недостатком известного аппарата является неравномерность потока раствора по трубкам трубчатого подогревателя. Вследствие этого в трубках с нисходящим ходом раствора и застойной зоной появляются отложения солей, выделившихся из раствора при выпаривании. Эти трубки в ускоренном темпе зарастают и забиваются. Тепловая нагрузка на оставшиеся трубки возрастает и в них происходит более интенсивное выделение кристаллической соды, что, в свою очередь, вызывает их зарастание и забивку. В результате интенсивность работы и производительность аппарата снижаются.A disadvantage of the known apparatus is the uneven flow of the solution through the tubes of the tubular heater. As a result, deposits of salts released from the solution during evaporation appear in tubes with a downward flow of the solution and the stagnant zone. These tubes overgrow and clog at an accelerated pace. The heat load on the remaining tubes increases and a more intensive release of crystalline soda occurs in them, which, in turn, causes them to overgrow and clog. As a result, the intensity of the work and the productivity of the apparatus are reduced.

.M)3/IX)Z .M) 3 / IX) Z

кусками соли. Вследствие этого возрастает гидравлическое сопротивление аппарата, снижается расход раствора, циркулирующего через трубчатый подогреватель, и возрастает неравномерность распределения раствора по трубкам. Все это ведет к снижению интенсивности работы и производительности аппарата, приводит к увеличению энергозатрат.pieces of salt. As a result, the hydraulic resistance of the apparatus increases, the flow rate of the solution circulating through the tubular heater decreases, and the uneven distribution of the solution through the tubes increases. All this leads to a decrease in the intensity of work and productivity of the device, leads to an increase in energy consumption.

Кроме того, недостатком известного аппарата являются высокие затраты электроэнергии, потребляемой для работы циркуляционного насоса.In addition, a disadvantage of the known apparatus is the high cost of electricity consumed for the operation of the circulation pump.

Указанных недостатков лишен предлагаемый аппарат для кристаллизующихся и накипеобразующих растворов, при эксплуатации которого будет достигнут желаемый технический результат - равномерность распределения раствора по трубкам и, следовательно, повышение интенсивности, производительности, а также увеличение надежности работы и снижение энергетических затрат.The proposed apparatus for crystallizing and scale-forming solutions is deprived of these drawbacks, during operation of which the desired technical result will be achieved - uniform distribution of the solution through the tubes and, therefore, increased intensity, productivity, as well as increased reliability and reduced energy costs.

Заявляемый аппарат, как и аппарат-прототип содержит трубчатый подогреватель с верхней и нижней трубными досками, входную (нижнюю) и выходную (верхнюю) растворные камеры, сепаратор, подключенный к подогревателю посредством трубы вскипания и циркуляционной трубы, и устройство для предотвращения отложений кристаллов в трубах подогревателя, установленное во входной (нижней) растворной камере. Заявляемый аппарат отличается от прототипа тем, что устройство для предотвращения отложений выполнено в виде обечайки, имеющей форму обратного усеченного конуса и размещенной соосно входной растворной камере. Заявляемый аппарат отличается также тем, что соосно обечайке размещена, по меньшей мере, еще одна обечайка в форме обратного усеченного конуса. Отличие заявляемого аппарата состоит также в том, что верхняя кромка устройства для предотвращения отложений размещена на расстоянии (0,3 - 0,7) диаметра трубчатого подогревателя от нижней трубной доски. Нижние кромки обечаек могут быть размещены в одной плоскости. Кроме того, высота обечайки оптимально может составлять (0,5 - 1,5) разности диаметров подогревателя и циркуляционной трубь. Еще одно отличие заявляемого аппарата состоит в том, что высота внутренней обечайки больще или равна высоте наружной. КромеThe inventive apparatus, as well as the prototype apparatus, comprises a tubular heater with upper and lower tube boards, an inlet (lower) and outlet (upper) mortar chambers, a separator connected to the heater by means of a boiling pipe and a circulation pipe, and a device for preventing crystal deposits in the pipes a heater installed in the inlet (lower) mortar chamber. The inventive apparatus differs from the prototype in that the device for preventing deposits is made in the form of a shell having the shape of a reverse truncated cone and placed coaxially with the inlet solution chamber. The inventive apparatus also differs in that coaxially to the shell is placed at least one more shell in the form of a reverse truncated cone. The difference of the claimed apparatus also lies in the fact that the upper edge of the device for preventing deposits is placed at a distance (0.3 - 0.7) of the diameter of the tubular heater from the lower tube plate. The lower edges of the shells can be placed in the same plane. In addition, the height of the shell can optimally be (0.5 - 1.5) the difference between the diameters of the heater and the circulation pipe. Another difference of the claimed apparatus is that the height of the inner shell is greater than or equal to the height of the outer. Besides

, ,

того, заявляемый аппарат отличается тем, что телесный угол внутренней обечайки меньше телесного угла наружной. Наряду с изложенным, заявленный аппарат отличается тем, что обечайка снабжена цилиндрической частью, размещенной в выходной части циркуляционной трубы, или каждая из обечаек может быть снабжена цилиндрической частью, размещенной в выходной части циркуляционной трубы.Moreover, the claimed apparatus is characterized in that the solid angle of the inner shell is less than the solid angle of the outer. Along with the foregoing, the claimed apparatus is characterized in that the shell is provided with a cylindrical part located in the output part of the circulation pipe, or each of the shells can be equipped with a cylindrical part located in the output part of the circulation pipe.

Заявляемый аппарат отвечает всем критериям патентоспособности. Он является новым, так как из зфовня техники не известны рещения с такой же совокупностью существенных признаков, о чем свидетельствуетThe inventive apparatus meets all the criteria of patentability. It is new, because from the technology department no solutions with the same set of essential features are known, as evidenced by

приведенный выше анализ аналогов заявляемого технического решения.the above analysis of the analogues of the claimed technical solution.

Заявляемый аппарат промышленно применим и может быть использован вThe inventive apparatus is industrially applicable and can be used in

различных производствах на выпарных установках. Все признаки, входящие в совокупность существенных, выполнимы и воспроизводимы и, для достижения ожидаемого технического результата, используются в полном объеме.various industries in evaporation plants. All signs included in the aggregate of essential, feasible and reproducible and, to achieve the expected technical result, are used in full.

Представляемое ниже описание конкретного выполнения заявляемогоThe following is a description of the specific implementation of the claimed

аппарата - подтверждение тому.apparatus - confirmation of this.

На фигуре 1 изображена конструкция заявляемого аппарата, а на фигуре 2The figure 1 shows the design of the inventive apparatus, and the figure 2

конструкция устройства для предотвращения отложений кристаллов в трубках.device design to prevent deposits of crystals in the tubes.

Выпарной аппарат для кристаллизующихся и накипеобразующих растворов содержит трубчатый подогреватель 1 с верхней 2 и нижней 3 трубными досками, входную (нижнюю) 4 и выходную (верхнюю) 5 растворные камеры, сепаратор 6, подключенный к подогревателю 1 посредством трубы вскипания 7 и циркуляционной трубы 8 и устройство 9 для предотвращения отложений кристаллов в трубах подогревателя 1, установленное во входной (нижней) растворной камере 4 и выполненное в виде обечайки 10, имеющей форму обратного (перевернутого) усеченного конуса и размещенной соосно входной растворной камере 4. Устройство 9 крепится во входной растворной камере 4 одним из известных способов, например, с помощью приварных косынок.The evaporator for crystallizing and scale-forming solutions contains a tubular heater 1 with an upper 2 and lower 3 tube boards, an inlet (lower) 4 and an outlet (upper) 5 solution chambers, a separator 6 connected to the heater 1 through a boiling pipe 7 and a circulation pipe 8 and a device 9 for preventing deposits of crystals in the pipes of the heater 1, installed in the input (lower) mortar chamber 4 and made in the form of a shell 10 having the shape of a reverse (inverted) truncated cone and placed coaxial input solution chamber 4. The device 9 is mounted in the input solution chamber 4 with one of the known methods, for example by means of welded gussets.

Устройство 9 для предотвращения отложений кристаллов в трубках подогревателя (поз. 9 на фигуре 1) показано на фигуре 2. В этом устройстве соосно конической обечайке 10 может быть размещена, по меньшей мере, еще одна обечайка 16 в форме перевернутого (обратного) усеченного конуса. При этом верхняя кромка устройства для предотвращения отложений размещена на расстоянии hi, равном (0,3 - 0,7) диаметра трубчатого подогревателя 1(D) от нижней трубной доски 3 и нижние кромки обечаек размещены в одной плоскости. Высота обечайки 2 составляет оптимально (0,5 - 1,5) разности диаметров трубчатого подогревателя 1 (D) и циркуляционной трубы 8 (d), причем высота внутренней обечайки может быть больше или равна высоте наружной обечайки, а телесный угол внутренней обечайки меньше телесного угла наружной. Обечайка 10 снабжена цилиндрической частью 17, а обечайка 16 также снабжена цилиндрической частью 18. Цилиндрические части 17 и 18 размещены в выходном конце циркуляционной трубы 8.A device 9 for preventing deposits of crystals in the heater tubes (key 9 in figure 1) is shown in figure 2. In this device, at least one more shell 16 in the form of an inverted (inverse) truncated cone can be placed coaxially with the conical shell 10. The upper edge of the device for preventing deposits is placed at a distance hi equal to (0.3 - 0.7) the diameter of the tubular heater 1 (D) from the lower tube plate 3 and the lower edges of the shells are placed in the same plane. The height of the shell 2 is optimally (0.5 - 1.5) the difference between the diameters of the tubular heater 1 (D) and the circulation pipe 8 (d), and the height of the inner shell may be greater than or equal to the height of the outer shell, and the solid angle of the inner shell is less than the solid outside corner. The shell 10 is provided with a cylindrical part 17, and the shell 16 is also provided with a cylindrical part 18. The cylindrical parts 17 and 18 are located at the output end of the circulation pipe 8.

Аппарат работает следующим образом.The device operates as follows.

Исходный раствор подается в выпарной аппарат через штуцер Ни смешивается с циркулирующим в аппарате раствором. Циркулирующий раствор проходит по циркуляционной трубе 8, из которой поступает во входную растворную камеру 4, где размещено устройство 9 для предотвращения отложений кристаллов в трубках. Из входной растворной камеры 4 раствор входит в трубки подогревателя 1, который обогревается греющим паром, подаваемым через штуцер 13. Конденсируясь на трубках, пар отдает свое тепло раствору и в виде конденсата вытекает из подогревателя 1 через штуцер 15. Нагретый в трубках подогревателя 1 раствор поступает в выходную камеру 5, а затем в трубу вскипания 7, где происходит его вскипание. Парожидкостная смесь из трубы вскипания 7 поступает в сепаратор 6, где вторичный пар отделяется от упаренного раствора и отводится через штуцер 14. Часть упаренного раствора выводится из аппарата через штуцер 12, а основная часть опускается вниз по сепаратору 6 и входит в циркуляционную трубу 8 в виде циркуляционного раствора.The initial solution is fed into the evaporator through the nozzle Ni mixed with the solution circulating in the apparatus. The circulating solution passes through the circulation pipe 8, from which it enters the inlet solution chamber 4, where the device 9 is located to prevent deposits of crystals in the tubes. From the inlet solution chamber 4, the solution enters the tubes of the heater 1, which is heated by heating steam supplied through the nozzle 13. Condensing on the tubes, the steam gives its heat to the solution and flows as a condensate from the heater 1 through the nozzle 15. The solution heated in the tubes of the heater 1 enters into the exit chamber 5, and then into the boiling pipe 7, where it boils. The vapor-liquid mixture from the boiling pipe 7 enters the separator 6, where the secondary vapor is separated from the evaporated solution and discharged through the nozzle 14. A portion of the evaporated solution is discharged from the apparatus through the nozzle 12, and the main part is lowered down the separator 6 and enters the circulation pipe 8 in the form circulation solution.

ыт гПри движении циркулирующего в аппарате раствора по циркуляционной трубе 8, раствор осуществляет несколько поворотов на 90 °. В этих поворотах происходит значительная деформация поля скоростей раствора по сечению трубы 8, сохраняющаяся при поступлении циркулирующего раствора во входную (нижнюю) растворную камеру 4.When the solution circulating in the apparatus moves through the circulation pipe 8, the solution makes several turns of 90 °. In these corners, there is a significant deformation of the velocity field of the solution along the cross section of the pipe 8, which is preserved when the circulating solution enters the inlet (lower) solution chamber 4.

При прохождении циркулирующего раствора через устройство 9 для предотвращения отложений кристаллов в трубах во входной растворной камере 4 происходит выравнивание поля скорости по сечению входной растворной камеры 4 благодаря наличию обечаек 10 и 16 в виде перевернутых усеченных конусов, размещенных соосно камере 4. Выровненный во входной камере 4 поток раствора равномерно входит в трубки подогревателя 1 и движется по ним. При этом, вследствие выравнивания скорости потока раствора по греющим трубкам, исключаются обратные токи и застойные зоны и в значительной степени снижается зарастание и забивка трубок кристаллизующейся солью. Кроме того, за счет уменьшения гидравлического сопротивления контзфа увеличивается скорость циркуляции. Вследствие этого возрастает и длительное время сохраняется интенсивность работы аппарата и его производительность, увеличивается межпромывочный период и эксплуатационная надежность.When the circulating solution passes through the device 9 to prevent deposits of crystals in the pipes in the inlet solution chamber 4, the velocity field is aligned over the cross section of the inlet solution chamber 4 due to the presence of shells 10 and 16 in the form of inverted truncated cones placed coaxially to the chamber 4. Aligned in the inlet chamber 4 the flow of the solution evenly enters the tubes of the heater 1 and moves along them. Moreover, due to the equalization of the flow rate of the solution along the heating tubes, reverse currents and stagnant zones are eliminated and the overgrowing and clogging of the tubes with crystallizing salt is significantly reduced. In addition, by reducing the hydraulic resistance of the counter, the circulation speed increases. As a result of this, the intensity of the apparatus’s operation and its productivity increases, and the inter-flushing period and operational reliability increase.

Размещение обечайки 10, имеющей форму перевернутого усеченного конуса, соосно входной растворной камере 4, ведет к выравниванию поля скоростей раствора по сечению входной камеры 4, так как на входе из поворота в циркуляционной трубе 8 во входную камеру 4 происходит расслоение потока. При циркуляции раствора в аппарате, движущаяся по наружной кромке циркуляционной трубы 4 (которая соответствует максимальному радиусу поворота) часть потока раствора является наибольшей. При прохождении данной части потока по кольцевому сечению между наружной стенкой входной камеры 4 и стенкой усеченного перевернутого конуса 10 происходит распределение этой части потока по всему кольцевому сечению, чему способствует гидравлическое сопротивление входа в кольцевое сечение. Попадание оставшейся части циркулирующего раствора (равномерность распределения поля скоростей, в котором также нарушено, и большая часть потока также сдвинута к наружнойPlacing the shell 10, having the shape of an inverted truncated cone, coaxial with the inlet solution chamber 4, leads to the alignment of the velocity field of the solution along the cross section of the inlet chamber 4, since flow separation occurs at the inlet from the rotation in the circulation pipe 8 into the inlet chamber 4. When the solution is circulating in the apparatus, the part of the solution flow that is moving along the outer edge of the circulation pipe 4 (which corresponds to the maximum turning radius) is the largest. When passing this part of the flow in an annular section between the outer wall of the inlet chamber 4 and the wall of the truncated inverted cone 10, this part of the flow is distributed throughout the entire annular section, which is facilitated by the hydraulic resistance of the entrance to the annular section. Entering the remaining part of the circulating solution (uniform distribution of the velocity field, in which it is also disturbed, and most of the flow is also shifted to the outside

кромке трубы) в центральную часть усеченного перевернутого конуса 10, также приводит к выравниванию скоростей по сечению, вследствие повышения гидравлического сопротивления.pipe edge) to the central part of the truncated inverted cone 10, also leads to equalization of velocities over the cross section, due to increased hydraulic resistance.

Итак, наличие во входной растворной камере 4 выпарного аппарата устройства 9 для предотвращения отложений, несмотря на гидравлическое сопротивление этого устройства, приводящее к возрастанию общего гидравлического сопротивления циркуляционного контура аппарата, тем не менее, ведет к увеличению средней скорости циркуляции в аппарате на 20 - 30%, Это происходит несмотря на то, что скорость циркуляции обратно пропорциональна общему сопротивлению контура. Причина отмеченного увеличения средней скорости циркуляции в аппарате заключается, по-видимому, в выравнивании местных скоростей раствора во входной камере 4 после устройства 9 и на входе в теплообменные трубки.So, the presence in the inlet chamber 4 of the evaporator apparatus 9 for preventing deposits, despite the hydraulic resistance of this device, leading to an increase in the total hydraulic resistance of the circulation circuit of the apparatus, however, leads to an increase in the average circulation speed in the apparatus by 20 - 30% , This occurs despite the fact that the circulation speed is inversely proportional to the total loop resistance. The reason for the marked increase in the average circulation speed in the apparatus is apparently in equalization of the local solution speeds in the inlet chamber 4 after the device 9 and at the entrance to the heat exchange tubes.

Использование в устройстве 9 для предотвращения отложений по меньшей мере еще одной обечайки 16 в форме перевернутого усеченного конуса, расположенной соосно основной обечайке 10, еще более усиливает эффект выравнивания локальных скоростей раствора по сечению входной камеры 4 и в теплообменных трубках теплообменника, В результате возрастает средняя скорость циркуляции, интенсифицируется теплообмен, растет производительность и межпромывочный период работы аппарата.The use in the device 9 for preventing deposits of at least one more shell 16 in the form of an inverted truncated cone, located coaxially with the main shell 10, further enhances the effect of equalizing the local velocities of the solution along the cross section of the inlet chamber 4 and in the heat exchanger tubes, As a result, the average speed increases circulation, heat transfer is intensified, productivity and inter-flushing period of the apparatus are growing.

Необходимо также отметить, что наличие во входной растворной камере 4 выпарного аппарата устройства 9 для предотвращения отложений позволяет выполнить ее в виде короткого диффузора, дающего возможность значительно уменьшить высоту выпарного аппарата. Использование в устройстве для предотвращения отложений 9 по меньшей мере еще одной обечайки в форме перевернутого (обратного) усеченного конуса, расположенного соосно внутри первой обечайки, усиливает эффект выравнивания скоростей потока и дает возможность еще более уменьшить высоту аппарата, т,е снизить его металлоемкость.It should also be noted that the presence in the inlet chamber 4 of the evaporation apparatus of the device 9 for preventing deposits allows it to be implemented as a short diffuser, which makes it possible to significantly reduce the height of the evaporator. The use in the device for preventing deposits 9 of at least one other shell in the form of an inverted (reverse) truncated cone located coaxially inside the first shell enhances the effect of equalizing flow rates and makes it possible to further reduce the height of the apparatus, i.e., reduce its metal consumption.

шиьгshig

предотвращения отложений размещена на расстоянии (0,3 - 0,7) диаметра трубчатого подогревателя от нижней трубной доски 3. При расстоянии менее 0,3 диаметров сглаживающее действие устройства 9 по выравниванию скоростей раствора во входной камере 4 перед входом в трубки не успевает проявиться в полной мере. Если же расстояние более 0,7 диаметра трубчатого подогревателя от нижней трубной доски 3 то, несмотря на выравнивание скоростей раствора, после устройства в верхней части входной растворной камеры 4 перед входом раствора в трубки равномерность течения нарушается. Это происходит вследствие влияния на поток раствора, двигающийся после устройства 9 с равномерной скоростью, достаточно больших размеров верхней части растворной камеры. При этом скорость раствора в верхней части растворной камеры небольшая и на большом расстоянии до входа в трубки, в результате прекращения стабилизирующего влияния устройства 9, течение раствора становится менее равномерным.Prevention of deposits is placed at a distance (0.3 - 0.7) of the diameter of the tubular heater from the lower tube plate 3. At a distance of less than 0.3 diameters, the smoothing effect of the device 9 on equalizing the solution speeds in the inlet chamber 4 does not have time to manifest itself in front of the tubes fully. If the distance is more than 0.7 of the diameter of the tubular heater from the lower tube plate 3, then, despite the equalization of the solution speeds, after the device is in the upper part of the inlet solution chamber 4 before the solution enters the tubes, the flow uniformity is violated. This is due to the influence on the flow of the solution, moving after the device 9 with uniform speed, sufficiently large sizes of the upper part of the solution chamber. Moreover, the speed of the solution in the upper part of the solution chamber is small and at a large distance to the entrance to the tube, as a result of the termination of the stabilizing effect of the device 9, the flow of the solution becomes less uniform.

Для более эффективной работы устройства 9 для предотвращения отложений необходимо, чтобы нижние кромки составляющих его обечаек 10 и 16 были размещены в одной плоскости. Тем самым обеспечивается равномерный вход циркулирующего в аппарате раствора в конуса устройства 9 и дальнейшее равномерное распределение потока. В случае нарушения данного условия, раствор будет менее равномерно входить в конуса устройства 9.For more efficient operation of the device 9 to prevent deposits, it is necessary that the lower edges of its constituent shells 10 and 16 were placed in the same plane. This ensures a uniform entrance of the solution circulating in the apparatus into the cone of the device 9 and a further uniform distribution of the flow. In case of violation of this condition, the solution will less uniformly enter the cone of the device 9.

Для получения наибольшего эффекта от применения устройства 9 для предотвращения отложений, высота конических обечаек 10 и 16 должна быть ограничена. Указанная высота должна быть в нределе (0,5 - 1,5) разности диаметров подогревателя 1 и циркуляционной трубы 8. При высоте меньше 0,5 разности диаметров выравнивающее действие устройства проявляется слабо. Если же высота больше 1,5 разности диаметров, то гидравлическое сопротивление устройства 9 возрастает настолько, что это приводит к снижению общей скорости циркуляции раствора в аппарате. В результате снижается интенсивность и производительность работы аппарата.To obtain the greatest effect from the use of the device 9 to prevent deposits, the height of the conical shells 10 and 16 should be limited. The indicated height must be in the range (0.5 - 1.5) of the diameter difference between the heater 1 and the circulation pipe 8. At a height less than 0.5 of the diameter difference, the leveling effect of the device is weak. If the height is greater than 1.5 of the difference in diameters, then the hydraulic resistance of the device 9 increases so much that this leads to a decrease in the total speed of the circulation of the solution in the apparatus. As a result, the intensity and productivity of the apparatus decreases.

ыты yty

высоты внутренней обечайки 16. Для достижения эффекта полезной модели, как показали испытания, высота внутренней обечайки 16 должна быть больше или равна высоте наружной 10. Увеличение высоты внутренней обечайки 16 приводит к лучшему выравниванию потока раствора. При этом раствор, проходяш;ий по наружной кромке внутреннего конуса 16, двигается вверх и в сторону наружного конуса 10.the height of the inner shell 16. To achieve the effect of a utility model, as shown by tests, the height of the inner shell 16 should be greater than or equal to the height of the outer 10. Increasing the height of the inner shell 16 leads to better alignment of the flow of the solution. In this case, the solution passing along the outer edge of the inner cone 16 moves up and toward the outer cone 10.

Для наилучшего распределения и выравнивания потока раствора в устройстве 9, телесный угол внутренней обечайки 16 должен быть меньше телесного угла наружной обечайки 10. Выполнение указанного условия дает возможность снизить гидравлическое сопротивление устройства 9 и, тем самым, увеличить скорость циркуляции раствора в аппарате. В результате увеличивается интенсивность и производительность работы аппарата.For the best distribution and equalization of the flow of the solution in the device 9, the solid angle of the inner shell 16 should be less than the solid angle of the outer shell 10. The fulfillment of this condition makes it possible to reduce the hydraulic resistance of the device 9 and, thereby, increase the speed of circulation of the solution in the apparatus. As a result, the intensity and productivity of the apparatus increases.

С целью получения наибольшего эффекта при выравнивании поля скорости циркулируюш,его в аппарате раствора, коническая обечайка 10 устройства 9 должна быть снабжена цилиндрической частью 17, присоединенной к меньшему диаметру усеченного конуса и размеш;енной в выходном конце циркуляционной трубы 8. Также цилиндрической частью 18, размещенной в циркуляционной трубе 8, должна быть снабжена каждая из обечаек. Наличие цилиндрических обечаек 17 и 18, подсоединенных к коническим обечайкам 10 и 16, размещенным в выходном конце циркуляционной трубы 8, дает возможность захвата устройством 9 раствора, который находится в циркуляционной трубе 8 и имеет большую скорость. При этом создаются условия для наилучшего выравнивания поля скоростей раствора по мере его продвижения во входной растворной камере 4 к входу в теплообменные трубки в условиях снижения средней линейной скорости раствора. Гидравлическое сопротивление устройства 9, в случае применения цилиндрических обечаек, расположенных в выходном конце циркуляционной трубы 8, не изменится.In order to obtain the greatest effect when leveling the velocity field, it is circulated in the solution apparatus, the conical shell 10 of the device 9 should be provided with a cylindrical part 17 connected to a smaller diameter of the truncated cone and placed at the output end of the circulation pipe 8. Also, the cylindrical part 18, placed in the circulation pipe 8, each of the shells should be provided. The presence of cylindrical shells 17 and 18 connected to the conical shells 10 and 16, located at the output end of the circulation pipe 8, allows the device 9 to capture the solution, which is located in the circulation pipe 8 and has a high speed. In this case, conditions are created for the best leveling of the velocity field of the solution as it moves in the inlet solution chamber 4 to the entrance to the heat exchange tubes under conditions of decreasing average linear velocity of the solution. The hydraulic resistance of the device 9, in the case of cylindrical shells located at the output end of the circulation pipe 8, will not change.

Итак, применение заявленного выпарного аппарата для кристаллизующихся и накипеобразующих растворов позволило снизить зарастание и забивку теплообменных трубок кристаллизующейся солью, интенсифицировать работу и увеличить межпромывочный период работы. ТемSo, the use of the claimed evaporation apparatus for crystallizing and scale-forming solutions allowed to reduce the overgrowth and clogging of the heat exchange tubes with crystallizing salt, to intensify the work and increase the interwashing period of work. By

i ,7i, 7

/У самым увеличилась производительность аппарата. При испытаниях заявленный аппарат проработал без промывки 60 часов, тогда как до внедрения заявленного технического решения аппарат работал без промывок только 20 часов. При испытаниях аппарата было зафиксировано увеличение коэффициента теплопередачи, характеризующего интенсивность и производительность работы, на 30 - 50%, по сравнению с известным. AC05IW32 (/ The most increased productivity of the device. During testing, the claimed device worked without washing for 60 hours, while before the implementation of the claimed technical solution, the device worked without washing for only 20 hours. When testing the apparatus, an increase in the heat transfer coefficient, characterizing the intensity and productivity of work, was recorded by 30 - 50%, compared with the known one. AC05IW32 (

Claims (9)

1. Выпарной аппарат для кристаллизующихся и накипеобразующих растворов, содержащий трубчатый подогреватель с верхней и нижней трубными досками, входную и выходную растворные камеры, сепаратор, подключенный к подогревателю посредством трубы вскипания и циркуляционной трубы, и устройство для предотвращения отложений кристаллов в трубах подогревателя, установленное во входной растворной камере, отличающийся тем, что устройство для предотвращения отложений выполнено в виде обечайки, имеющей форму обратного усеченного конуса и размещенной соосно входной нижней растворной камере.1. An evaporator for crystallizing and scale-forming solutions, comprising a tubular heater with upper and lower tube boards, an inlet and outlet solution chambers, a separator connected to the heater through a boiling pipe and a circulation pipe, and a device for preventing crystal deposits in the heater pipes installed in inlet mortar chamber, characterized in that the device for preventing deposits is made in the form of a shell having the shape of a reverse truncated cone and placed coaxially inlet to the lower solution chamber. 2. Выпарной аппарат по п.1, отличающийся тем, что соосно обечайке размещена, по меньшей мере, еще одна обечайка в форме обратного усеченного конуса.2. The evaporator apparatus according to claim 1, characterized in that at least one more shell in the form of a reverse truncated cone is placed coaxially with the shell. 3. Выпарной аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что верхняя кромка устройства для предотвращения отложений размещена на расстоянии 0,3-0,7 диаметра трубчатого подогревателя от нижней трубной доски.3. Evaporator according to claims 1 and 2, characterized in that the upper edge of the device for preventing deposits is placed at a distance of 0.3-0.7 diameter of the tubular heater from the lower tube board. 4. Выпарной аппарат по пп.1 - 3, отличающийся тем, что нижние кромки обечаек размещены в одной плоскости.4. Evaporator according to claims 1 to 3, characterized in that the lower edges of the shells are placed in one plane. 5. Выпарной аппарат по пп.1 - 4, отличающийся тем, что высота обечайки составляет (0,5-1,5) разности диаметров подогревателя и циркуляционной трубы.5. The evaporation apparatus according to claims 1 to 4, characterized in that the shell height is (0.5-1.5) the difference in diameter between the heater and the circulation pipe. 6. Выпарной аппарат по пп.2 - 5, отличающийся тем, что высота внутренней обечайки больше или равна высоте наружной.6. Evaporator according to claims 2 to 5, characterized in that the height of the inner shell is greater than or equal to the height of the outer. 7. Выпарной аппарат по пп.2 - 6, отличающийся тем, что телесный угол внутренней обечайки меньше телесного угла наружной.7. The evaporator according to claims 2 to 6, characterized in that the solid angle of the inner shell is less than the solid angle of the outer. 8. Выпарной аппарат по п.1, отличающийся тем, что обечайка снабжена цилиндрической частью, размещенной в выходном конце циркуляционной трубы.8. The evaporator apparatus according to claim 1, characterized in that the shell is provided with a cylindrical part located at the output end of the circulation pipe. 9. Выпарной аппарат по пп.2 - 7, отличающийся тем, что каждая из обечаек снабжена цилиндрической частью, размещенной в выходном конце циркуляционной трубы.9. The evaporation apparatus according to claims 2 to 7, characterized in that each of the shells is provided with a cylindrical part located at the output end of the circulation pipe.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2003117132/20U 2003-06-09 2003-06-09 Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions RU34095U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003117132/20U RU34095U1 (en) 2003-06-09 2003-06-09 Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003117132/20U RU34095U1 (en) 2003-06-09 2003-06-09 Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU34095U1 true RU34095U1 (en) 2003-11-27

Family

ID=38312860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003117132/20U RU34095U1 (en) 2003-06-09 2003-06-09 Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU34095U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012166007A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Открытое Акционерное Общество "Уральский Научно-Исследовательский Химический Институт С Опытным Заводом" Installation for producing an aqueous solution of chlorine dioxide and chlorine
RU169693U1 (en) * 2016-06-15 2017-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" EVAPORATOR

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012166007A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Открытое Акционерное Общество "Уральский Научно-Исследовательский Химический Институт С Опытным Заводом" Installation for producing an aqueous solution of chlorine dioxide and chlorine
RU169693U1 (en) * 2016-06-15 2017-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" EVAPORATOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107008027A (en) A kind of multiple-effect evaporation concentration technology, evaporative crystallization technique and the device of sulfur acid and its salting liquid
CN206853151U (en) A kind of Multi-effect evaporation compression apparatus, the evaporated crystallization device of sulfur acid and its salting liquid
CN103537105B (en) Multi-phase flow evaporation system with distributor and application of multi-phase flow evaporation system
RU34095U1 (en) Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions
CN107551580A (en) A kind of vertical falling-film heat exchanger
CN206222963U (en) Sewage cooling tower
CN106964169A (en) Suitable for high-salt concentrated degree and have crystal separate out MVR crystallizing evaporators and its production technology
RU2257244C2 (en) Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions
CN212941539U (en) Prevent scale deposit evaporation crystallization device
RU161443U1 (en) FLOATING UNIT FOR CRYSTALLIZING SOLUTIONS
CN207694272U (en) A kind of vertical falling-film heat exchanger
CN202700112U (en) Multiphase flow evaporation system with distributor
CN207227047U (en) A kind of cloth liquid disk device of brine waste falling film evaporator
WO1990012983A1 (en) Method and apparatus for organizing the flow of fluid in a vertical steam generator
CN101920123A (en) Internal circulation evaporator with settling chamber
EA003624B1 (en) An apparatus for evaporative cooling of a liquiform product
CN106267869B (en) The falling film evaporator laterally fed
CN208711101U (en) A kind of vertical vacuum crystallization apparatus
CN211357778U (en) Integrated vertical tube type solvent evaporator
CN103553164A (en) High-salt wastewater treatment system for horizontal-vertical tube falling film multiple-effect evaporation
RU96497U1 (en) FLOATING DEVICE FOR CRYSTALLIZING AND LIKE-FORMING SOLUTIONS
WO2011135589A2 (en) Evaporation system
CN206624662U (en) Evaporated and purified device
CN206549191U (en) A kind of evaporator and sea water desalinating unit
SU1714290A1 (en) Method of operation of horizontal steam generator

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20060610