SU1599032A1 - Выпарной аппарат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к выпарным аппаратам, в которых теплообмен происходит при непосредственном контакте жидкости с газообразным теплоносителем, предназначенным дл  выпаривани  растворов щелочей, кислот, минеральных солей, пищевых и других продуктов в различных отрасл х промышленности. Целью изобретени   вл етс  повышение качества продукта и эффективности путем использовани  низконапорных горелок и вторичных сбросных газов теплоносителей, снижение гидравлического сопротивлени  и габаритов аппарата, увеличение поверхности контакта фаз. Аппарат содержит переливные трубки 7 с внутренними вставками 8, выполненными из последовательно установленных одна в другую решетчатых воронок. Исходный раствор поступает через переливные трубки и стекает тонкими струйками по продольным ребрам решетчатых воронок. Газовый теплоноситель от горелки 14 контактирует в объеме переливных трубок со стекающей пленкой выпариваемой жидкости. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к выпарным аппаратам , используемым в энергетике, в химической , пищевой и других отрасл х промышленности дл  упаривани  соле- и кислото- содержащих растворов путем непосредственного контакта с газообразным теплоносителем .

Цель изобретени  - повышение качества продукта и эффективности путем использовани  низконапорных горелок и вторичных сбросных теплоносителей, снижение гидравлического сопротивлени  и габаритов аппарата , увеличение поверхности контакта фаз.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство , продольный разрез; на фиг. 2 - вставка переливной трубы; на фиг. 3 - то же, поперечный разрез.

Выпарной аппарат состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, внутренний объем которого трубными решетками 2 и 3 разделен на зону 4 подачи, 5 упаривани  исходного продукта и зону 6 утилизации тепла готового продукта. В зоне 5 упаривани  между трубными решетками 2 и 3 установлены переливные трубки 7, содержащие внутреннюю вставку 8, состо щую из нескольких последовательно расположенных друг в друге решетчатых воронок 9, выполненных с продольными ребрами 10 (фиг. 2).

Продольные ребра своими верхними концами 11 расположены на поверхности переливной трубки 7, а нижние концы 12 свободны , удалены от поверхности и равномерности расположены по сечению переливной трубки 7. В нижней части зоны 5 упарива- ни  под трубной решеткой 3 расположен патрубок 13 дл  установки горелки 14 или подачи продуктов сгорани  от внешних источников . С целью утилизации тепла уход щих газов и готового продукта в верхней и нижней части корпуса аппарата смонтированы теплообменники 15 и 16, выполненные по принципу труба в трубе. Патрубки 17 и 18 предназначены дл  подачи и удалени  исходного раствора из теплообменника 15. Трубопровод 19 служит дл  подвода подогретого раствора на решетку 2 зоны 4 подачи . Патрубки 20-22 служат соответственно дл  отвода пара из аппарата, газа - из теплообменника 16, конденсата - через гидрозатвор 23.

Предлагаемый аппарат работает следующим образом.

Исходный раствор подаетс  через патрубок 17 в теплообменник 15, расположенный в нижней части аппарата. Затем раствор через патрубок 18 подводитс  в его верхнюю часть, где проходит второй теплообменник 16, и через трубопровод 19 поступает в зону 4 подачи на трубную решетку 2 аппарата. В зоне подачи уровень раствора поддерживаетс  посто нным и устанавливаетс  превышением верхней части переливных трубок 7 относительно решетки 2. Заполнив объем до заданного уровн , исходный раствор стекает по переливным трубкам 7.

Достигнув продольных ребер вставки 8, раствор смачивает их поверхность по всему периметру, образу  при этом тонкую, стекающую в виде ручейков пленку. Газовый теплоноситель , поступающий от горелки 14 или от других внещних источников, подаетс  в

нижнюю часть переливных трубок. В объеме переливных трубок газовый поток контактирует со стекающей вниз пленкой раствора. В результате их непосредственного контакта происходит теплообмен и упаривание раствора . Небольша  толщина стекающей пленки, ее равномерное распределение по сечению аппарата и переливной трубы, а также организаци  противотока при контактном теплообмене позвол ет более полно использовать тепло проход щих газов и интенси0 фицировать теплообмен между фазами при небольщом гидравлическом сопротивлении, создаваемом стекающей жидкостью.

Образующийс  в объеме переливных трубок парогазовый поток при своем дальней5 шем движении контактирует с исходным раствором, где происходит сепараци  и утилизаци  тепла парогазового потока. Из объема переливных трубок парогазова  смесь поступает в верхнюю часть зоны подачи и через патрубок 20 удал етс  из ап0 парата, а затем поступает в теплообменник 16, где отдает свое тепло исходной жидкости. При этом сконденсировавша с  жидкость удал етс  через патрубок 22 и гидрозатвор 23, а газы - через патрубок 21. Упаренный в переливных трубках

5 раствор ручейками стекает в низ аппарата , где в теплообменнике 15 отдает тепло исходной жидкости. Ручейковое стекание готового продукта исключает его барботаж подающимс  газовым потоком. Упаренный и охлажденный раствор удал етс  из аппа- рата. В объеме переливных трубок происходит также сепараци  частиц, которые не накапливаютс  на сепарационной поверхности (пленке), а унос тс  стекающим вниз исходным раствором. В случае налипани 

5 раствора на ребрах вставки его удаление не представл ет трудности, оно происходит путем кратковременного перегрева поверхности или механического воздействи  на свободные концы вставки, которые легко вибрируют. Однако эффективность тепло0 обмена при зарастании вставки раствором не снижаетс , так как по-прежнему контактируют жидкость и газ. В случае необходимости вставка может быть легко заменена. Учитыва , что переливные трубки и вставка не  вл ютс  теплообменными, они могут выпол5 н тьс  неметаллическими, например керамическими .

Проходное сечение дл  движени  газа, толщина стекающей пленки, количество и

высота ребер вставки и, как следствие, гидравлическое сопротивление процесса регулируютс  диаметром и количеством установленных в объеме аппарата переливных трубок. Увеличение их диаметра от входа газового потока позвол ет регулировать гидравлическое сопротивление по сечению аппарата в целом. Размеры, количество переливных трубок и шаг между ребрами их вставки определ етс  теплофизическими

Организаци  такого проточного упаривани  раствора резко сокращает габариты аппарата.

Разделение жидкости и газового потока 5 на отдельные мелкие струйки в объеме переливных трубок и аппарата в целом обеспечивает интенсивное объемное испарение жидкости, исключает процесс барботажа, интенсифицирует процесс в 2-3 раза пропорционально росту поверхности контакта

15

напорные горелки, так и вторичные низкопотенциальные сбросные газовые теплоносители .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   свойствами, концентрацией исходного раство- Ю фаз и позвол ет использовать как низко- ра и интенсивностью теплообмена. Это позвол ет создавать стекающую пленку не только на поверхности ребер, которые могут быть любой формы, но и между ними за счет действи  поверхностных сил стекающей жидкости . Образующа с  в объеме переливных трубок пленка предопредел ет работу вставки как сепарирующего устройства, особенно ее верхней части, где наиболее эффективно задерживаютс  уносимые частицы. Таким образом, предлагаемое конструктивное выполнение выпарного аппарата позвол ет повысить эффективность процесса и увеличить поверхность контакта фаз. При этом упаривание раствора происходит при

   Выпарной аппарат дл  выпаривани  растворов путем непосредственного контакта с газообразным теплоносителем, содержащий вертикальный корпус, погружную горелку, 20 переливные трубки, закрепленные в трубной рещетке, сепарационную камеру, размещенную над трубной рещеткой, патрубки ввода и вывода раствора и парогазовой смеси, отличающийс  тем, что, с целью пообъемном контакте газа и жидкости, что 35 выщени  качества продукта и эффективноспомимо повыщени  эффективности теплообмена снижает гидравлическое сопротивление процесса и размеры аппарата. В предложенном аппарате возможно более тонкое регулирование температурного режима, а

   ти путем использовани  низконапорных горелок и вторичных сбросных газообразных теплоносителей, снижени  гидравлического сопротивлени  и габаритов аппарата, увели- чен11Я поверхности контакта фаз, он снабжен

   следовательно, и качество готового продук- зо дополнительной трубной рещеткой, горелка

   та за счет изменени  длины переливных трубок и их вставок или за счет изменени  количества (скорости) исходного раствора .

   вынесена из объема раствора, переливные трубки закреплены между трубными рещет- ками и снабжены внутренней вставкой, выполненной из последовательно установленных одна в другую рещетчатых воронок с

   Кроме того, предложенное конструктив- 35 продольными ребрами, верхние концы кото- ное рещение позвол ет осуществить упа-рых расположены на поверхности переливривание раствора практически в том женых трубок, а нижние - свободно и равобъеме (трубе), что и его транспортировка.номерно по сечению трубок.

   Организаци  такого проточного упаривани  раствора резко сокращает габариты аппарата.

   Разделение жидкости и газового потока на отдельные мелкие струйки в объеме переливных трубок и аппарата в целом обеспечивает интенсивное объемное испарение жидкости, исключает процесс барботажа, интенсифицирует процесс в 2-3 раза пропорционально росту поверхности контакта

   фаз и позвол ет использовать как низко-

   напорные горелки, так и вторичные низкопотенциальные сбросные газовые теплоносители .

   Формула изобретени 

   фаз и позвол ет использовать как низко-

   фаз и позвол ет использовать как низко-

   Выпарной аппарат дл  выпаривани  растворов путем непосредственного контакта с газообразным теплоносителем, содержащий вертикальный корпус, погружную горелку, переливные трубки, закрепленные в трубной рещетке, сепарационную камеру, размещенную над трубной рещеткой, патрубки ввода и вывода раствора и парогазовой смеси, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  качества продукта и эффективности путем использовани  низконапорных горелок и вторичных сбросных газообразных теплоносителей, снижени  гидравлического сопротивлени  и габаритов аппарата, увели- чен11Я поверхности контакта фаз, он снабжен

   дополнительной трубной рещеткой, горелка

   5

   Ч

   11

   11

   (Риг. 2

   I

   /. -Vx л . , . , .«,.

   . . 1 « «

   ч---.--л;}

   L