SE422003B - Separatoranordning for indunstningsanleggningar - Google Patents

Description

7806431-s Dylika separatoranordningar användes i stor utsträckning “ inom t.ex. Cellulosoindustrin för att vid indunstning av en genom tillverkningsprocessen erhållen lut uppdela *in ... vätskeångblandningen i den ångformiga fasen å ena sidan och den vätskeformiga fasen å andra sidan. Av ekonomiska skäl (återvinning av kemikalier) och För miljövård måste man hindra droppar av luten att ryckas med av ångan.

Du kända sufmrrxLnvrunnrdruirlgrxrrnal är som" regel anordnade omedelborL ovunfür en värmeväxlare, så att från värmeväxlaren utstrümmande vätske-ånga-blandning' _ § strömmar direkt in i en inströmningsöppning i separator- ' anordningen. Ovanför denna inströmningsöppning befinner, sig en anslagstallrik, som måste kringstrümmas av vätske- _ånga-blandningen. På avstånd ovanför denna.anslagstall- _* ^ rik har anordnats en droppavskiljare, som kan vara ut- ' É formad för en lodrät eller i huvudsak vågrät genomström- J ning. På avströmningssidan från denna droppavskiljare befinner sig en ångutloppsöppning i separatoranord- ningen. Å Vid dessa kändu separatoranordningar påströmmas anslagsskivan av vätskeängblandningen med hög hastighet och åstadkommer en omlänkning av denna blandning. Där- vid oppkommer en första soparering mellan den ångformiga och den vätskeformiga fasen. Under det att den här av- skilda delen av den vätskeformiga fasen droppar till- baka i riktning nedåt, omströmmar den kvarvarande blandningen den radiellt otåt belägna kanten på anslage- tallriken, och för detta erfordras stor diameter hos separatoI'anor'dningen. Vid denna omströmning av anslags- tallriken erhålles med tanke på påströmningen av den efterkopplade droppavskiljaren en ogynnsam strömnings- profil, som i det närmaste kan utjämnas fram till inf q Q loppet i aroppavskiijaren, bion: när ett betydande ' 7806431-8 avstånd Förefinnes mellan anslagstallriken och droppav- skiljaren, vilket tvångsmässigt ökar konstruktionsvolymen hos anordningen. Hur mellan unslugssklvan och droppuv- skiljoren ej utformats något tillräckligt avstånd, uppträder i droppavskiljxren lokalt För stora hastig- heter, vilket leder till en droppgenomstrümning.

Vid teknikens ståndpunkt uppkommer därvid den nackdelen, att separatoranordningarna hittills på grund av den erforderliga dimensionen såväl i vågrät som i lodrät riktning har krävt betydande konstruktionsvolyml Ändamålet med uppfinningen är därför att eli- minera nackdelarna vid de tidigare kända separatoranord- ningarna av ovan angivet slag och framför allt att i avsevärd grad minska volymen hos dessa anordningar.

Detta har vid en separatoranordning av ovan angivet slag åstadkommits därigenom, att mellan in- strömningsoppningen för vätsku-ånga-blandningen och droppavskiljoren har anordnots un vätska avskiljande lamelldeflektor med i huvudsak lodrät genomströmnings- riktning.

Då detta sätt undviker man en inbyggnad av en anslagstallrik. Detta medför, att diametern hos separa- toranordningen i området av denna lamelldeflektor kan väljas avsevärt mycket mindre än vid användning av en anslagstallrik. Vidare erhålles i anslutning till lamelldeflektorn en i stort sett mera likformig ström- ningsprofil än i anslutning till den som erhålles vid den hittills kända anslagstallriken. Efter lamelldeflek- torn erfordras därför ej någon sträcka, vid vilken strömningsprofilen måste utjämnas Före inloppet i droppavskiljaren. Droppnvskiljuren kan sålunda vara anordnad på ringa avstånd bakom lamelldoflektorn, varigenom erhålles en betydande inbesparing av volymen - 'f806431-8 i lodrät riktning. Tack vare den mycket likFormiga-ström- ningsprofilen i anslutning till lamelldeflektorn uppnår man, att man kan arbeta med en högre genomsnittlig genom- strömningshastighet i droppavskiljaren och sålunda kan totalt effekten ökas hos separatoranordningen. Dessutom erhålles genom separatoranordningen enligt uppfinningen Eavsevärt lägre tryckförluster än vid de hittills kända, ovan beskrivna anordningarna. Denna minskning av tryck- förlusterna åstadkommer en ökning av den termiska verk- ningsgraden hos anläggningen därigenom, att tack vare den relativt låga trycksänkningen förångas blott en motsva- rande ringa del av vätskan.

Enligt uppfinningen kan vidare utformas på så sätt, att lamelldeflektorn består av åtminstone två av- snitt, vilka vart och ett uppvisar ett antal profil- I lameller. Denna utformning uppvisar betydande Fördelar Framför allt med avseende på framställning och monte- ring. f Vidare kan enligt uppfinningen lamelldeflektorn bestå av två avsnitt, vilka är utformade i huvudsak halv- cirkelformiga och vilkas diameter i huvudsak är lika med unloppsdiametern hos en Frnmförkopplad värmeväxlare. Pâ detta sätt erhålles etL i huvudsak konstant strömnings- tvärsnitt och sålunda goda genomströmningsförhållanden, som får Fürdelaktig effekt framför allt med avseende på ringa tryckförluster. I Enligt uppfinningen kan profillamellerna i sin längdriktning vara rikLnuu i huvudsak radiellt. Därvid kan enligt uppfinningen profillamellerna till sin längd- riktning sträcka sig lutande i Förhållande till horison- talplanet. 7806431-8 \__f~ ñnligt ytterligare ett förslag enligt uppfin- ningen kan lamelloeflekLorns avsnitt luta på takliknande sätt snett mot varandra. Härigenom erhåller man framför all: en snabb avrinning av den avskilda vätskan, vari- genom nan undviker krustbildning på lamellprofilen. hnligt ytterligare ett förslag enligt uppfin- ningen skall profillamellerno i genomströmningsrikt- ningen utformas i huvudsak sinusformigt och i sin längd- riktning uppvisa tvärs mot gendmströmningsriktning sig sträckande rännor för bortledande av vätska. Denna ut- formning bidrar likaledes till en snabbawrinning av den avskilda vätskan och åstadkommer, att den i separator- annrdningen omvirvlade vütskemängden, som efter avskilj- ningen droppar åter till vätska-ång-blandningen och av ienna ånyo medryckes till avskiljaren, kan hållas mycket ringa. Därigenom förbättras i avsevärd grad droppav- skiljarens nvskiljníngsgrad. vidare föreslås enligt uppfinningen att lamell- deflektorns gnwumstrümninqwytu utformas mindre än dess påstrünningsyta. Detta luuvr genom un ökning av genom- strömningshastigheten till en indragning av vätskan i den som avskiljare verksamma lamellueflektorn och åstad- kommer därigenom dennas fulla verksamhet. Den ökade genom- strömningshastigheten leder vidare till att även de minsta cropparna med säkerhet avskiljes.

Dessutom föreslås enligt uppfinningen att lamelldeflektorn utformas som en virvelalstrare.

Därigenom erhålles en mycket snabb bortledning av avskild vätska till väggen. I förbindelse med en som uirvelalstrare utformad lamelldeflektor lämpar sig framför allt om ej icke enbart en efterkopplad dropp- avskiljare med i det narmwste vågrät genomströmning. ,1sos4s1-s Ö Uppfinningen skall i det följande närmare för_ klaras med hänvisning till de bifogade ritningarna, varå fig. 1 visar en utföringsform av separatoranordningen *enligt uppfinningen med lodrätt ganomströmmad droppav- skiljare i förbindelse med en värmeväxlare och fig. 2 visar ett snitt längs linjen II-II i fig. 1. Fig. 3 visar en andra utföringsform av separatoranordningen enligt uppfinningen vid vilken lamelldeflektorn består av två halvcirkelformiga, på takliknande sätt mot varandra lutande avsnitt. Fig. 4 visar ett snitt längs linjen IV-IU i fig. 3, och fig. 5 visar anurdnandet av en droppavskiljuru i snitt längs linjen V-V i fig. 1. fíg. u visar .nnm-dzlzxlxllxrt .nv un drcnqzaxvukiij-:lre längs linjen VI-VI i fig. 5 och fig. 7 ytterligare en utfürings- form.av separa oranordningen, vilken ej är anordnad omedelbart ovanför vârmeväxlaren~ Fig. 8 visar ytter- ligare en uzföringsform av separatoranordningen enligt uppfinningen, vid vilken lamelldeflektorn är utformad son virvelalstrare och fig. 9 visar ett snitt genom en lanelldeflektor längs linjen IX-IX i fig. 7. Fig. 10 visar ett snitt genom en andra utföringsform av en lanelldeflektor, vars lameller uppvisar en delvis avvikande profil. Fig. 11 visar ytterligare en ut- föringsform av separatoranordningen enligt uppfin- ringen, vid vilken lamelldeflektorn består av två U-formigt mot varandra lutande avsnitt, och fig.fl2 ir en plnnvy av vttorligare un utföringsform av separator- nnurdningen enligt uppfinningen, vid vilken profil- lamellerna är rikLade i huvudsak radiellt.

Uid utföringsformen enligt fig. 1 griper den övre änden på värmeväxlaren 5 in i separatoranordningens inloppsöppning och är tätad gentëmot denna. v 7806431-8 Separatoranordningen har omedelbart ovanför den övre änden på värmeväxlaren 5 en lamolldeflektor 4, som ar uppbyggd av profillameller 5 och är belägen i ett vågrätt plan. Lamelldaflektorn 4 är fäst vid omkrets- väggen till höljut 1 och har i huvudsak cirkulär Form, varvid dess diameter blott är i ringa grad mindre än innurdidmcturn till uuparutornnordninguns hölja 1.

Lamellduflflktornn 0 diumutur är utFormad utörru än diametern För värmeväxlarens 5 utloppstvärsnitt. Nära den radiellt ytterst belägna kanten 6 på lamelldeflektorn 4 är på dess undersida anordnad en nedåt utskjutande etyrring 7, som tillförsäkrar, att från värmeväxlaren 5 utotrömmande blandning ej kan stiga upp förbi lamell- deflaktorn 4.

Under lamelldeflektorn 4 har i höljet 1 till separatoranläggningan anordnats en utloppsöponing 8 För avskild vätska. Ovanför lamelldeflektorn 4 be- finner sig en droppavskiljare 9, som består av tvâ delar 10 (Fig. 5). Oroppavskiljarens 9 delar 10 fastgüros vid höljut 1 mudolut un botten 10a. Sepa- ratoranordningens hüljo 1 har ett üvru lockavsnitt 11 med en ångutloppaöppning 12. Även vid den i Pig. 5, 4 och 6 visade utförings- Formen har höljet 1 anbragts på un värmaväxlare 5. Detta hölje 1 är i huvudsak utformat på samma sätt som hüljet enligt Fíg. 1, 2 och 5 och skiljer sig från detta blott genom större utformning i axiull eller lodrät riktning.

Vid denna utföringsform har ovanför den övre änden på värmeväxlaren 5 anordnats en lamelldaflektor 20, som består av två halvcirkelformiga avsnitt 21, som på överensstämmande sätt är uppbyggda av två profil- lamellar 22. De båda avsnitten 21 lutar takformigt mot varandra, så att de i området av sin skiljefog 23 alltid 1806431-8 i B uppvisar sitt högsta ställe och i riktning vinkelrätt mot denna skiljefog 23 sjunker nedåt ät båda sidor. Även lamelldeflektorn 20 är på sin undersida försedd med en styrring 7.

Pâ avstånd ovanför lamelldeflektorn 20 har an- bragts enzroppavskiljare 24, som består av åtminstone två delar 25 (fig. 6). Dessa kända delar Zfiupbbäres av två mellanbottnar 26. De lutar något mot lodlinjen, så att deras genomströmningsriktning blir i huvudsak vågrät.

I strömningsriktningen sett befinner sig ångutloppsöpp- ningen 12 bekom droppavskiljaren 24.

'Den i Fig. 7 visade utföringsformen av separator- anordningen uppvisar ett cylindriskt hölje 30, som vid sin bottenvägg har en utloppsöppning 31 för avskild vätska. På avstånd ovanför denna utloppsöppning befinner sig en avskärmningsplatta 32, som är cirkulär och vars kant slutar på avstånd från höljets 30 inre vägg.

Höljet 30 har en cylindrisk mantelvägg 33, genom vilken oiametralt mitt för varandra har förts två eller flera inströmningsrör 34 för en blandning av vätska och ånga. le innanför höljet 30 belägna ändarna på in- strömningsrören 34 kan vara riktade tangentiellt nedåt och/eller i riktning mot avskärmningsplattan 32.

Då avstånd ovanför avskärmningsplattan 32 har, i hüljst 30 anordnats en lamelldeflektor 35, som fast- hålles av en mellanbotten 55.

På avstånd ovanför lamelldeflektorn 35 har anbragts en'droppavskiljaro 38, vilken motsvarar den, som redan beskrivits med hänvisning till Fig. 1 och 5 eller med hänvisning tillfig. 3 och 6. Hüljet.30 har 'en ångutloppsöppning 59 i sin övre vägg. 9 7806431-8 Sepdrdtoronordningen enligt Fig. B motsvarar i huvudsak dun anordning, som redan beskrivits med hänvis- ning till Fig. 3, 4 och 6. En modifikation är blott att se däri, att vid utföringsformen enligt fig. 8 har anord- nats en lamelldeflektor 00, vars proFillameller 41 utövar en rotationsverkan på det genom dum strömmande strömnings- mediet.

Separatoranordningen enligt Fig. 11 motsvarar i huvudsak anordningen enligt Fig. 3, 4, 6 och 8. En modifikation är emellertid att se däri, att man anord- na: en lamelldeflektor 60, som består av två halvcirkel- Formiga avsnitt 61, vilka på överensstämmande sätt är uppbyggda av profillamullor. De båda avsnitten 61 av lemelldeflektorn GU lutar V-formigt i Förhållande till varandra, så att de i området av sin skiljefog 62 har det djupaste stället och sjunkuri riktning vinkelrätt mot denna okiljefng 62 mot denna. Detta leder till att den Från lamdlldvfluktnrn avgående, ännu en ringa droppandul innehållande otrümningsblandningen ej träffar mot hölJets insida utan ledes i riktning mot höljets mittaxel och genomströmmar den dnslutande droppavskilja- ren inifrån och utåt.

Fig. 12 visar en lamelldeflektor 70, vars lameller 71 i sin längdriktning sträcker sig i huvud- sak radiellt, varvid lamellerna lämpligen är anordnade så, att de lutar radiellt inåt eller radiellt utåt.

I fig. 9 visas ett snitt genom en del av en lamelldeflektor. Denna lamelldeflektor uppvisar paral- lellt med varandra sig sträckande profiler 50, som i vertikal riktning genomströmmas nedifrån och uppåt.

Profilerna 5Üa bildar i sitt nedre område eller in- loppsomrâde en uppåt öppen ränna 51 samt ett parallellt 780643ï-8 _ w med genomstrümningsriktningen sig sträckande påström- ningsavsnitt 52. Efter detta påströmningsavsnitt 52 följer ett lutande mot genomströmningsriktningen sig sträckande avsnitt 55, som vid sin ände bildar en andra ränna 55 med ett parallellt med genomströmningsrikt- ningen sig sträckande avsnitt 54. Till avsnitt 54 an- sluter sig ett avsnitt 56, vars lutning är motsatt och lika stor som lutningen av avsnittet 53. Profilen 503 slutar med ett avströmningsavsnitt 57, som bildar en ränna 58 och sträcker sig parallellt med påströmnings- avsnittet 52.

För att man i det inre av lamelldeflektorn skall kunna uppnå en relativt hög genomströmningshas- tighet och därigenom suga in vätska i defluktorn, kan genomströmningsytan i lomulldeflektorn vara mindre än dess pâstrümningsyta. Detta kan man uppnå därigenom, att tvâ varandra närliggande lameller 5Üb, Süc vid deflskcorns påströmningssida är Förbundna med varandra genom en botten 59, vilken sålunda hindrar en genomströmning av kanalen mellan dess båda profiler Süo, 50c och totalt minskar det För genomströmning till förfogande stående tvärsnittet.

Fig. 10 visar ett snitt genom en andra utförings- form av en lamelldeflektor, vid vilken lamellernas profil delvis avviker från profilen av lamellen enligt Pig; 9.

Enligt Pig. 10 har anordnats profiler 80, som är utformade i överensstämmelse med varandra, och som sträcker sig parallellt med varandra. Droñlerna 80 bildar vid sitt nedre område eller inloppsområde en uppåt öppen ränna 81 samt ett parallellt med genom- strömníngsriktning sig sträckande påströmningsavsnitt 52, Efter detta pâströmningsavsnitt 82 Följer ett 7ß064s1+a 11 gentemot genomstrümningsanordningen lutande avsnitt 83, till vilket ansluter sig ett parallellt med genomström- ningsriktningen sig sträckande avsnitt B4, som med ett därmed parallellt, från det lutande avsnittet 83 ut- gående avsnittet 85 bildar un andra ränna 86. Till av- snittet 84 ansluter sig utL uvsnitt UV, vars lutning L Förhållande till genomströmningsrikLningen är riktad motsatt avsnittets B; lutning men som är mindru än denna lutning. Profilen 80 slutar med ett avströmningsavsnitt 88, som bildar en ränna 89, och ovanför denna befinner sig ett takavsnitt 90, som sträcker sig åtminstone över en del av rännans 89 bredd.

Vid användning av profilen BU kan två varandra nërligggande profiler vara förbundna med varandra vid neflektorns påströmningosida genom en botten och sålunda minska deflektorns gonomströmningsyta, såsom beskrivits med hänvisning till fin. 9.

Såsom åskådlignürus L.ox. i Fig. 9 och 10 sträcker sig profilurnu i inbyggt Lillstånd av lamell- Jeflektorn så, att ránnornu 51, bb och 58 resp. 81, 86 och S9 år riktade antingen vågrätt eller lämpligen lutande mot kanten på höljet 1 till separatoranordningen. De i Fig. 9 och 10 visade profilerna kan i genomströmnings- riktningen förlängas genom tillfogning av likartade avsnitt eller successiv sammankoppling avpå likartat sätt utformade element beroende på de föreliggande kraven. Vidare är det möjligt att anordna kontinuerliga välvda avsnitt i stället För vinkelformigt begränsade övergångar mellan två avsnitt.

Claims (12)

7806431-8_ 212 P a t e n t k r a v

1. Separatoranordning för indunstningsanläggningar, som är försedd med en droppavskiljare, vid vars påström- ningssida befinner sig en inströmningsöppning för en bland- ning av vätska och ånga samt en utloppsöppning För vätska, under det att vid droppavskiljarens utströmningssida har anordnats en ångutloppsöppning, k ä n n e t e c k n a U d ä r a v, att mellan instrümningsöppningen (2, 34) för vätske-ång-blandningen och droppavskiljaren (9, 24, 38) har anordnats en vätska avskiljande lamelldeflektor (4, 20, ss, ao, eo) med en 1 huvudsak lodrät gendmstrdmnings- riktning. Z

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k- n a d d ä r a v, att lamelldeflektorn (20, 60) består av två avsnitt (21) 61), som båda uppvisar ett antal prdfillamelldr (22, so).

3. Anordning enligt kravet 2, k ä n n,e t e c k- n a d d ä r a v,atfi lamelldefiektdrn (20, sn) består av två avsnitt (21, 61), vilka ärri huvudsak halvcirkel-- formiga och vilkas diameter är i huvudsak lika med diametern hos en Före dem kopplad värmuväxlares(5) utloppsöppning. _

4. Anordning enligt kravet 2 eller 3, k ä n n e- : e C k n a d d ä r a v, att lamelldeflektdrns (20) avsnitt (21) lutar takformigt mot varandra.

5. Anordning enligt kravet 2 eller 3, k ä n n e- t e c k n a d d ä r a v, att lamelldeflektorns (60) avsnitt (61) lutar V-formigt mot varandra. _

6. Anordning enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att profillamellerna (71)ni sin iängdriktning är riktade 1 huvudsak radiellt.

7. Anordning enligt kravet 6, k ä n n e t e o k- n a d dnä r e v,att profillamellerna (71) i sin längd- riktning sträcker sig lutande gentemot horisontalplanet.. 7806431-8 13

8. Anordning enligt något av Föregående krav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att profillamel- lerna (22, 50) i sin längdriktning uppvisar tvärs mot genomströmningsriktningen sig sträckande rännor (51, 55, SB) För bortledning av vätska.

9. Anordning enligt något av Föregående krav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att profillamel- lerna (22, 50) i ganomströmningsriktningen är i huvud- sak sinusformiga.

10. Anordning enligt något av Föregående krav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att profillamel- lerna består av Flarfaldígt vinkelböjda plattavsnitt.

11. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att lamelldeflektorns genomströmningsyta är mindre än dess påströmningsyta.

12. Anordning enligt något av Föregående krav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att rotations- deflektorn (40) är utformad som virvalalstrare.