UA44364C2 - DEVICE FOR HEAT, MASS EXCHANGE AND REACTION PROCESSES - Google Patents

DEVICE FOR HEAT, MASS EXCHANGE AND REACTION PROCESSES Download PDF

Info

Publication number
UA44364C2
UA44364C2 UA99063124A UA99063124A UA44364C2 UA 44364 C2 UA44364 C2 UA 44364C2 UA 99063124 A UA99063124 A UA 99063124A UA 99063124 A UA99063124 A UA 99063124A UA 44364 C2 UA44364 C2 UA 44364C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
steam
heat exchanger
heat
collector
tubes
Prior art date
Application number
UA99063124A
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Микола Андрійович Янковський
Николай Андреевич Янковский
Микола Петрович Перепадя
Николай Петрович Перепадя
Сергій Васильович Мазниченко
Сергей Васильевич Мазниченко
Олександр Володимирович Туголуков
Александр Владимирович Туголуков
Валерій Андрійович Степанов
Валерий Андреевич Степанов
Микола Васильович Подерягін
Николай Васильевич Подерягин
Леонід Іванович Шутенко
Леонид Иванович Шутенко
Леонід Федорович Енін
Леонид Федорович Энин
Світлана Юхимівна Белецька
Светлана Ефимовна Белецкая
Original Assignee
Горлівське Відкрите Акціонерне Товариство "Концерн Стирол"
Горловское открытое акционерное общество "Концерн Стирол"
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 Горлівське Відкрите Акціонерне Товариство "Концерн Стирол", Горловское открытое акционерное общество "Концерн Стирол" filed Critical Горлівське Відкрите Акціонерне Товариство "Концерн Стирол"
Priority to UA99063124A priority Critical patent/UA44364C2/en
Priority to RU99116372A priority patent/RU2153381C1/en
Publication of UA44364C2 publication Critical patent/UA44364C2/en

Links

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

The invention relates to apparatuses for conducting heat, mass exchange and reaction processes in a gas (steam) – liquid system. It may be used in the chemical, petrochemical and related industries. For the purpose of intensification of the processes of heat and mass exchange and utilization of heat of the waste steam of low temperature potential withdrawn from steam turbines or heat power stations a tubular vertical heat exchanger of the apparatus is made as heating tubes in the middle of which a multistage film-forming nozzle is located concentrically. It consists of central tubes of smaller diameter with openings located with spacing between the rows. Step-like in inner diameter hubs are fixed above the openings. At the upper part the central tubes are provided with supporting centering hubs, at the lower part – with centering fins. Vertical slots are made in the upper part of the heating tubes.

Description

Винахід відноситься до пристроїв для проведення тепло-, масообмінних і реакційних процесів в системі газ (пара) - рідина, при проведенні рідиннофазних екзо-, ендотермічних реакцій, зокрема для дистиляції і може бути використаний в хімічній, нафтохімічній і суміжних з ними галузях промисловості.The invention relates to devices for carrying out heat, mass transfer and reaction processes in the gas (vapor) - liquid system, when carrying out liquid-phase exothermic and endothermic reactions, in particular for distillation, and can be used in chemical, petrochemical and related industries.

Відомо спосіб проведення тепло-, масообмінних і реакційних процесів і трубчастий плівковий апарат для його здійснення.The method of carrying out heat, mass exchange and reaction processes and the tubular film apparatus for its implementation are known.

Спосіб полягає в подачі вихідного розчину у вигляді тонкої плівки на зовнішню поверхню контактних трубок теплообмінника, введенні у внутрішню порожнину контактних трубок гріючої пари і підтримання в апараті, в зоні контакту вихідного розчину з контактними трубками, вакууму визначеної величини. Апарат містить вертикальний трубчастий теплообмінник із трубними дошками для кріплення контактних трубок, збірники розчину, дистиляту і конденсату, патрубки, відповідно, введення і виведення теплоагента, введення вихідного розчину і дистиляту, введення гріючої пари, виведення конденсату і підключення вакууму.The method consists in supplying the initial solution in the form of a thin film on the outer surface of the contact tubes of the heat exchanger, introducing heating steam into the inner cavity of the contact tubes and maintaining a vacuum of a certain magnitude in the apparatus, in the contact zone of the initial solution with the contact tubes. The apparatus contains a vertical tubular heat exchanger with tube boards for attaching contact tubes, collectors of solution, distillate and condensate, nozzles, respectively, input and output of the heating agent, input of the initial solution and distillate, input of heating steam, output of condensate and vacuum connection.

ІП. А.с. СРСР М 1703160, МКВ В 01 О 1/06, 1/22, опуб. 07.01.92 БВ М 11. Спосіб за допомогою апарата здійснюють таким чином: у міжтрубний простір теплообмінника вводиться знизу вгору теплоагент, зверху вниз через патрубок у трубний простір подається гріюча пара, а вихідний розчин у вигляді тонкої плівки зверху вниз надходить на зовнішню поверхню контактних трубок через спеціальний плівкоутворювач. В апараті, в трубному просторі, між основними і контактними трубками, підтримується вакуум визначеної величини, при якому відбувається інтенсивне випарювання розчину з поверхні контактних труб. Утворені пари конденсуються на внутрішній поверхні теплообмінних трубок і у вигляді дистиляту стікають у нижню частину апарата і відводяться через вивідний патрубок. Упарений розчин стікає по зовнішній поверхні контактних трубок, збирається в збірнику і також через вивідний патрубок виводиться із апарата. Недоліками способу й апарата є низький коефіцієнт корисної дії через чуттєвість контактних трубок до відхилення їх від вертикального положення, тобто відрив плівки розчину від поверхні контактних трубок, а також зниження якості дистиляту в результаті попадання окремих бризок розчину з поверхні контактних трубок в процесі кипіння-випарювання.IP A.s. USSR M 1703160, MKV B 01 O 1/06, 1/22, pub. 07.01.92 BV M 11. The method is carried out with the help of the apparatus as follows: a heat agent is introduced from the bottom up into the inter-tube space of the heat exchanger, heating steam is fed from the top down through the nozzle into the tube space, and the initial solution in the form of a thin film from top to bottom flows onto the outer surface of the contact tubes through a special film former. In the apparatus, in the tube space, between the main and contact tubes, a vacuum of a certain value is maintained, during which intensive evaporation of the solution from the surface of the contact tubes occurs. The formed vapors condense on the inner surface of the heat exchange tubes and in the form of distillate flow into the lower part of the device and are removed through the outlet pipe. The evaporated solution flows down the outer surface of the contact tubes, collects in the collector and is also discharged from the device through the outlet pipe. The disadvantages of the method and apparatus are a low coefficient of effectiveness due to the sensitivity of the contact tubes to their deviation from the vertical position, that is, the separation of the film of the solution from the surface of the contact tubes, as well as a decrease in the quality of the distillate as a result of individual splashes of the solution from the surface of the contact tubes during the boiling-evaporation process.

Найбільш близьким за технічною сутністю та ефекту, що досягається є спосіб проведення тепло-, масообмінних і реакційних процесів, який полягає у взаємодії потоків гріючого агента і розчину, що подається зверху вниз у вигляді плівки і плівкове-трубчастий апарат, який містить вертикальний трубчастий теплообмінник із плівкоутворюючою насадкою, сепаратор парорідинної фази, збірник циркуляційної води, колектор вторинної пари, циркуляційний насос, з'єднувальні трубопроводи і технологічні патрубки. Причому розчин, який упарюється, у плівкоутворюючу насадку подається під надмірним тиском.The closest in terms of technical essence and the effect achieved is the method of conducting heat, mass transfer and reaction processes, which consists in the interaction of the flows of the heating agent and the solution, which is supplied from top to bottom in the form of a film and a film-tube apparatus, which contains a vertical tubular heat exchanger with film-forming nozzle, vapor-liquid phase separator, circulation water collector, secondary steam collector, circulation pump, connecting pipelines and process nozzles. Moreover, the evaporated solution is fed into the film-forming nozzle under excessive pressure.

Вихідна рідина примусово подається на плівкоутворюючу насадку, де формується і далі у вигляді рівномірної плівки стікає вниз по внутрішній поверхні порожнистих трубок плівкоутворювача і вертикальних трубок теплообмінника. Пари, які утворилися при випарюванні рідини, надходять у сепаратор і виводяться через паровий патрубок. (2. А.С. СРСР М 1621994, МКВ В 01 Д 1/22, БВ М З 1987г.)The output liquid is forcibly fed to the film-forming nozzle, where it is formed and further flows down the inner surface of the hollow tubes of the film-former and the vertical tubes of the heat exchanger in the form of a uniform film. The vapors formed during the evaporation of the liquid enter the separator and are discharged through the steam nozzle. (2. AS USSR M 1621994, MKV B 01 D 1/22, BV M Z 1987)

Недоліками способу і плівково-трубчастого апарата є обмеженість по продуктивності внаслідок збільшення опору виходу парорідинної фази в сепаратор в районі плівкоутворюючої насадки в один бік - знизу вгору ії, як наслідок, збільшення теплоенергетичних витрат. У процесі роботи не виключена можливість відриву плівки із внутрішньої поверхні труб.The disadvantages of the method and the film-tubular apparatus are limited productivity due to an increase in the resistance of the vapor-liquid phase to the separator in the area of the film-forming nozzle in one direction - from the bottom up and, as a result, an increase in heat energy costs. In the process of work, the possibility of detachment of the film from the inner surface of the pipes is not excluded.

В основу винаходу поставлена задача вдосконалення пристрою для проведення тепло-, масообмінних і реакційних процесів шляхом створення вакууму визначеної величини в між-трубному і трубному просторі теплообмінника, що забезпечує інтенсивне випарування рідини з внутрішньої поверхні теплообмінних труб незалежно від їх довжини і навіть при деякому відхиленні теплообмінних труб від вертикального положення, спрямування утвореної парорідинної суміші до джерел вакуумування з обох кінців теплообмінних елементів, що збільшує час контактування, повзучої зверху вниз плівки з гріючою поверхнею трубок, інтенсифікує процес тепло- і масообміну, підвищує ефективність пристрою в цілому.The invention is based on the task of improving the device for carrying out heat, mass transfer and reaction processes by creating a vacuum of a certain size in the inter-tube and tube space of the heat exchanger, which ensures intensive evaporation of the liquid from the inner surface of the heat exchange tubes, regardless of their length and even with some deviation of the heat exchange tubes pipes from a vertical position, directing the formed vapor-liquid mixture to the vacuum sources from both ends of the heat exchange elements, which increases the contact time of the film creeping from top to bottom with the heating surface of the tubes, intensifies the process of heat and mass exchange, and increases the efficiency of the device as a whole.

Поставлена задача досягається тим, що в пристрої для проведення тепло-, масообмінних і реакційних процесів взаємодію гріючого агента і рідини, що подається зверху вниз, здійснюють як під надмірним тиском, так і під вакуумом, утворену при цьому газорідинну суміш відбирають у двох напрямках і окремо подають у сепаратор, в якості гріючого агента використовують тепло низькопотенційної відпрацьованої пари після парових турбін крупнотонажних агрегатів виробництва аміаку, метанолу або теплових електростанцій, пристрій містить послідовно з'єднані між собою по лінії парогазової суміші збірник циркуляційної вихідної води, трубчастий вертикальний теплообмінник, сепаратор парорідинної фази, колектор вторинної (сокової) пари, циркуляційний насос, з'єднувальні трубопроводи і технологічні патрубки для підводу вихідної циркуляційної рідини, гріючого агента, створення вакууму, для відводу інертних газів, концентрованого розчину і конденсату, виводу вторинної (сокової) пари, згідно із пропонованою конструкцією, трубчастий вертикальний теплообмінник викониний у вигляді гріючих труб, всередині яких концентричне розташована багатокаскадна плівкоутворююча насадка, що являє собою центральні трубки меншого діаметра з отворами, які розташовані із кроком й між рядами, над отворами закріплені втулки, ступінчаті по внутрішньому діаметру, встановлені із зазором с між внутрішньої поверхнею гріючої трубки і зовнішньої поверхнею втулки і з зазором сг між внутрішньою поверхнею втулки і зовнішньою поверхнею центральної трубки, у верхній частині центральні трубки постачені опорно-центруючими втулками, а в нижній - центруючими ребрами, у верхній частині гріючих трубок виконані вертикальні щілини, у верхній частині теплообмінника і нижній, між теплообмінником і збірником циркуляційної вихідної, рідини, розташовані відповідно верхня і нижня сепараційні камери, з'єднані із сепаратором, який розташований над теплообмінником, між верхньою сепараційною камерою 1 колектором вторинної (сокової) пари і має тангенціальний вхід із обох сепараційних камер.The task is achieved by the fact that in the device for carrying out heat, mass exchange and reaction processes, the interaction of the heating agent and the liquid supplied from top to bottom is carried out both under excessive pressure and under vacuum, the resulting gas-liquid mixture is taken in two directions and separately fed into the separator, as a heating agent the heat of low-potential spent steam after steam turbines of large-scale units for the production of ammonia, methanol or thermal power plants is used, the device contains a collector of circulating outlet water connected in series along the line of the steam-gas mixture, a tubular vertical heat exchanger, a vapor-liquid phase separator , collector of secondary (juice) steam, circulation pump, connecting pipelines and process nozzles for supplying the initial circulation liquid, heating agent, creating a vacuum, for the removal of inert gases, concentrated solution and condensate, output of secondary (juice) steam, according to the proposed const ruction, the tubular vertical heat exchanger is made in the form of heating pipes, inside which a multi-cascade film-forming nozzle is concentrically located, which is a central tube of a smaller diameter with holes that are located in a step and between rows, bushings are fixed above the holes, stepped on the inner diameter, installed with a gap c between the inner surface of the heating tube and the outer surface of the bushing and with a gap sg between the inner surface of the bushing and the outer surface of the central tube, in the upper part of the central tubes are supplied with support-centering bushings, and in the lower part - centering ribs, vertical slits are made in the upper part of the heating tubes , in the upper part of the heat exchanger and the lower one, between the heat exchanger and the collector of the circulating output liquid, the upper and lower separation chambers are located, respectively, connected to the separator, which is located above the heat exchanger, between the upper separation chamber 1 secondary (juice) steam collector and has a tan genial input from both separation chambers.

Використання тепла низькопотенціальної відпрацьованої пари при створенні достатнього перепаду по вакууму, в трубному просторі більш глибокого, ніж в міжтрубному, дозволяє забезпечити інтенсивне випарування рідини з внутрішньої поверхні теплообмінних труб і дає можливість значно підвищити коефіцієнт корисної дії пристрою, утилізувати тепло після парових турбін виробництва крупнотонажних агрегатів аміаку, метанолу або теплових електростанцій, що робить процес економічним, знижує енерговитрати на одиницю продукції.The use of the heat of low-potential waste steam when creating a sufficient difference in vacuum, in the pipe space deeper than in the inter-pipe space, allows for intensive evaporation of the liquid from the inner surface of the heat exchange pipes and makes it possible to significantly increase the efficiency of the device, to utilize the heat after the steam turbines of the production of large-capacity units ammonia, methanol or thermal power plants, which makes the process economical, reduces energy costs per unit of production.

Наявність багатокаскадної плівкоутворюючої насадки, що являє собою центральні трубки меншого діаметра, встановлені концентричне гріючим із зазором сі, достатнім для установки плівкоутворювачів, виконаних у вигляді ступінчатих по внутрішньому діаметру втулок, закріплених із кроком Пп на центральних трубках над отворами в них і з зазором с - 1 - 1,5мм між зовнішньою поверхнею втулок і внутрішньою поверхнею теплообмінних трубок і з зазором о, достатнім для проходу пари в центральні трубки через отвори в них, дає можливість не тільки сформувати рідинну плівку, але і відразу, починаючи від торця трубчастого теплообмінного елемента, рівномірно розподіляти її по всій поверхні теплообміну, що поліпшує ефективність тепло- і масообміну, підвищує продуктивність апарата по випареній волозі і підвищує якість готового продукту.The presence of a multi-cascade film-forming nozzle, which is central tubes of a smaller diameter, installed concentrically with a gap si, sufficient for the installation of film-formers, made in the form of bushings stepped on the inner diameter, fixed with a step Пп on the central tubes above the holes in them and with a gap c - 1 - 1.5 mm between the outer surface of the bushings and the inner surface of the heat exchange tubes and with a gap o sufficient for the passage of steam into the central tubes through the holes in them, makes it possible not only to form a liquid film, but also immediately, starting from the end of the tubular heat exchange element, evenly distribute it over the entire surface of the heat exchange, which improves the efficiency of heat and mass exchange, increases the productivity of the device in terms of evaporated moisture and improves the quality of the finished product.

Розміщення багатокаскадної плівкоутворюючої насадки у випарному апараті із падаючою плівкої робить його нечуттєвим при наявності відхилення гріючих трубок від вертикального положення.The placement of the multi-stage film-forming nozzle in the falling film evaporator makes it insensitive to the presence of deviation of the heating tubes from the vertical position.

Установка зверху над теплообмінником і знизу, між теплообмінником і збірником циркуляційної рідини, попередніх сепараційних камер дозволяє відбирати вторинну (сокову) пару із центральних трубок у двох напрямках, що забезпечує попередню грубу сепарацію вторинної пари від бризок і значно (в 2 рази) знизити опір руху пари в цих трубках і як наслідок підвищити продуктивність установки в цілому.The installation of preliminary separation chambers above the heat exchanger and below, between the heat exchanger and the collector of the circulating liquid, allows the secondary (juice) steam to be taken from the central tubes in two directions, which ensures preliminary rough separation of the secondary steam from splashes and significantly (by a factor of 2) reducing the movement resistance steam in these tubes and, as a result, increase the productivity of the installation as a whole.

Наявність збірника циркуляційної рідини і його розміщення внизу пристрою у сукупності із насосом дозволяє створювати максимальне навантаження незалежно від температури приходящої підживильної рідини.The presence of the collector of the circulating liquid and its placement at the bottom of the device in combination with the pump allows creating the maximum load regardless of the temperature of the incoming feed liquid.

Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де: на фіг. 1 - подано пристрій для здійснення способу проведення тепло-, масообмінних і реакційних процесів, на фіг. 2 - вертикальний розріз А-А пристрою на фіг. 1, на фіг. З - вузол 1 по трубках на фіг. 2.The essence of the invention is explained by the drawings, where: in fig. 1 - a device for implementing a method of carrying out heat, mass exchange and reaction processes is presented, in fig. 2 - vertical section A-A of the device in fig. 1, in fig. C - node 1 on the tubes in fig. 2.

Пристрій для проведення тепло-, масообмінних і реакційних процесів містить збірник 1 циркуляційної вихідної упарюваної рідини, вертикальний трубчастий теплообмінник 2, горизонтальний центробіжний сепаратор З парорідинної фази, колектор 4 вторинної (сокової) пари, циркуляційний насос 5, з'єднувальні трубопроводи 6, 7, 8, 9, 10, 11, технологічні патрубки для підводу рідини, що упарюється: циркуляційної - 12, свіжої вихідної - 13, гріючої пари 16, у верхній частині теплообмінника 2 установлена попередня сепараційна камера 17, а в нижній, між теплообмінником 2 і збірником 1, зовні обечайки збірника, друга попередня сепараційна камера 18, яка сполучається із внутрішнім простором збірника 1 отворами 19, камера 18 постачена люком 20. Збірник 1 постачений рівнеміром 21. На з'єднувальному трубопроводі 6 між збірником 1 і циркуляційним насосом 5 установлений запірний клапан 22.The device for carrying out heat, mass exchange and reaction processes contains collector 1 of circulating source vaporized liquid, vertical tubular heat exchanger 2, horizontal centrifugal separator From the vapor-liquid phase, collector 4 of secondary (juice) steam, circulation pump 5, connecting pipelines 6, 7, 8, 9, 10, 11, technological nozzles for the supply of evaporating liquid: circulation - 12, fresh outlet - 13, heating steam 16, a preliminary separation chamber 17 is installed in the upper part of the heat exchanger 2, and in the lower one, between the heat exchanger 2 and the collector 1, on the outside of the shell of the collector, the second preliminary separation chamber 18, which communicates with the inner space of the collector 1 through holes 19, the chamber 18 is provided with a hatch 20. The collector 1 is supplied with a level gauge 21. A shut-off valve is installed on the connecting pipeline 6 between the collector 1 and the circulation pump 5 22.

На з'єднувальному трубопроводі 7 установлений запірний клапан 23 і трубопровід 24 із регулюючим клапаном 25 для виводу концентрованого розчину. Вертикальний трубчастий теплообмінник 2 із сповзаючою зверху вниз плівкою містить гріючі трубки 26, всередині яких концентрично змонтована багатокаскадна плівкоутворююча насадка, яка містить трубки 27 меншого діаметра з отворами 28 і кроком 300-600мм між рядами по висоті, на яких над рядами отворів закріплені втулки 29, ступінчаті по"внутрішньоу діа метру та встановлені із зазором (с - 1 - 1,5мм між внутрішньою поверхнею трубки 26 і зовнішньою поверхнею втулки 29 і з зазором сг між внутрішньою поверхнею втулки 29 і зовнішньою поверхнею трубки 27, достатнім для вільного проходу вторинної пари, причому між трубками 27 і трубками 26 повинен бути забезпечений зазор сі, достатній для розміщення ступінчатої втулки 29. Трубки 27, у верхній частині, постачені опорно-цдентруючими втулками 30 і в нижній частині центруючими ребрами 31, а гріючі трубки 26 у верхній частині - вертикальними щілинами 32 для проходу рідини,. яка випарюється, усередину. Верхня і нижня сепараційні камери 17, 18 за допомогою трубопроводів 8, 9 з'єднані із сепаратором 3, причому вхід у сепаратор виконаний тангенціальним, в нижній частині сепаратор за допомогою дренажних трубопроводів 11 з'єднаний із збірником 1 для вилучення із сепаратора бризок, які уносяться із вторинною парою і з'єднаний із збірним колектором 4 вторинної пари з'єднувальними трубопроводами 10. Відбір пари відбувається по осі сепаратора 3. Сепаратор З установлений на обслуговуючому майданчику 33, що спирається на попередню сепараційну камеру 17.A shut-off valve 23 and a pipeline 24 with a control valve 25 for the output of a concentrated solution are installed on the connecting pipeline 7. The vertical tubular heat exchanger 2 with a sliding film from top to bottom contains heating tubes 26, inside which a multi-cascade film-forming nozzle is concentrically mounted, which contains tubes 27 of a smaller diameter with holes 28 and a step of 300-600 mm between rows in height, on which bushings 29 are fixed above the rows of holes, stepped in the inner diameter and installed with a gap (c - 1 - 1.5 mm between the inner surface of the tube 26 and the outer surface of the sleeve 29 and with a gap sg between the inner surface of the sleeve 29 and the outer surface of the tube 27, sufficient for the free passage of the secondary steam, and between the tubes 27 and the tubes 26 there must be a gap si sufficient to place the stepped bushing 29. The tubes 27, in the upper part, are provided with supporting and denting bushings 30 and in the lower part with centering ribs 31, and the heating tubes 26 in the upper part are vertical slits 32 for the passage of evaporating liquid into the upper and lower separation chambers 17, 18 the diameter of the pipelines 8, 9 are connected to the separator 3, and the entrance to the separator is made tangentially, in the lower part, the separator is connected to the collector 1 with the help of drainage pipelines 11 for removing splashes from the separator, which are carried with the secondary steam and connected to collecting manifold 4 of secondary steam through connecting pipelines 10. Steam selection takes place along the axis of the separator 3. Separator C is installed on the service platform 33, which rests on the previous separation chamber 17.

Спосіб проведення тепло-, масообмін них і реакційних процесів за допомогою пристрою здійснюють таким чином:The method of carrying out heat, mass exchange and reaction processes using the device is carried out as follows:

Спочатку, до заповнення циркуляційного збірника 1 вихідним розчином, що випарюється, наприклад, водою, через патрубок 14 в між трубний простір вертикального трубчастого теплообмінника 2 подається гріючий агент (пара) і включається в роботу (при використанні тепла низькопотенціальної відпрацьованої пари після парових турбін різного призначення система ступінчатого роздільного вакуумування через патрубок 15 по гріючій парі і через збірний колектор 4 більш глибокий по вторинній (соковій) парі, потім включається в роботу циркуляційний насос 5, який подає розчин (наприклад, воду), який упарюється, через щілини 32 всередину трубок 26 і при досягненні температури циркуляційного розчину (води) нижче температури кипіння при заданих умовах по вакууму на 5 - 1090, починається процес інтенсивного пароутворення (випарування) циркуляційної рідини на внутрішній поверхні гріючих трубок 26, звідки вторинна (сокова) пара через отвори 28 надходить всередину трубок 27 і далі рухається в двох напрямках вгору і вниз через сепараційні камери 17 і 18 по трубопроводах 8 і 9 в центробіжний сепаратор 3, відокремлюється від бризок і через трубопроводи 10 надходить у збірний колектор 4 і далі на конденсацію або для інших цілей. Одночасно при досягненні заданої температури циркуляційного розчину (води) включається в роботу регулюючий клапан 25 для виводу із системи концентрованого розчину, підтримання рівня в збірнику 1. Через штуцер 13 відбувається підживлення свіжим розчином (водою), що упарюється.First, before filling the circulation collector 1 with the initial solution that evaporates, for example, water, a heating agent (steam) is supplied through the nozzle 14 into the pipe space of the vertical tubular heat exchanger 2 and is turned on (when using the heat of low-potential spent steam after steam turbines of various purposes a system of staged separate vacuuming through the nozzle 15 on the heating steam and through the collecting collector 4 deeper on the secondary (juice) steam, then the circulation pump 5 is activated, which supplies the solution (for example, water), which evaporates, through the slits 32 inside the tubes 26 and when the temperature of the circulating solution (water) is below the boiling temperature under the specified conditions under vacuum by 5 - 1090, the process of intensive vaporization (evaporation) of the circulating liquid begins on the inner surface of the heating tubes 26, from where the secondary (juice) steam enters the tubes through the holes 28 27 and further moves in two directions hgo ru and down through the separation chambers 17 and 18 through the pipelines 8 and 9 into the centrifugal separator 3, is separated from the splashes and through the pipelines 10 enters the collective collector 4 and further to condensation or for other purposes. At the same time, when the set temperature of the circulating solution (water) is reached, the control valve 25 is activated to remove the concentrated solution from the system, maintaining the level in the reservoir 1. Through the fitting 13, fresh solution (water) that evaporates is fed.

Таким чином пропонований спосіб проведення тепло-, масообмін-них і реакційних процесів і пристрій для його здійснення дозволяють утилізувати тепло відпрацьованої пари низького температурного потенціалу після парових турбін виробництва крупнотонажних агрегатів аміаку, метанолу або теплових електростанцій, знизити енерговитрати на одиницю продукції, інтенсифікувати процес тепло- і масообміну, значно (в 2 рази) знизити опір руху пари в трубчастих елементах теплообмінника і, як наслідок, підвищити продуктивність установки в цілому.Thus, the proposed method of carrying out heat, mass transfer and reaction processes and the device for its implementation make it possible to utilize the heat of the spent steam of low temperature potential after steam turbines for the production of large-capacity aggregates of ammonia, methanol or thermal power plants, to reduce energy costs per unit of production, to intensify the process of heat and mass exchange, to significantly (by 2 times) reduce the resistance of steam movement in the tubular elements of the heat exchanger and, as a result, to increase the productivity of the installation as a whole.

а. остand. station

Фа Те ня - їх сг 7Fa Te nya - their sg 7

ЕЕ МННEE INN

ІН й нин 1 Є-А-ЧІ | щIN and nin 1 E-A-CHI | U.S

З о гоWith o h

АAND

Фіг. 1Fig. 1

А- А.A- A.

ОЗOZ

ТЕ Я. 3 8 У га Ше 30 о в; панк вининачя начиння сисаннTE Ya. 3 8 U ha She 30 o v; punk guilty utensils sisann

РЕ: ра: «Ді шЗ-А- (| ще в-2- Дн пон ша зас 25 | | КАФ я р; і ет на кая шк 'в м-- 71 БачRE: ra: "Di shZ-A- (| still in-2- Dn pon sha sas 25 | | KAF i r; and et na kaya shk 'v m-- 71 Bach

ТИНИ ях КОМИ ЛИШ МА Ж ;TINY YAH KOMI LYSH MA ZH ;

Фе ви- бсетщй щк МFe vybsetshchy shk M

Фіг. 2Fig. 2

29. Я | | і ді ЮА У ради. я й | г дян, І ше; і | ШЕ29. I | | and ЮА У ради. I and | g dyan, I she; and | SHE

ЗАТ НІCJSC NO

"НІ 1"NO 1

Іще Ї (ще ІMore Y (more I

М ЩеM More

Ї , | З й І Ї " 88 І Меса І я оте ДЕН ту НО Ме МОВНІY, | Z y I Я " 88 I Mass I ote DEN tu NO Me MOVNI

ЩА ДК НИКSHA DK NIK

ВО КО МО КИVO KO MO KI

ЗВ Н А ИН Й ВНZV N A YN Y VN

26 | | | у щ26 | | | in the

Я: і | ІMe: and | AND

Ну У у з ДИТ -Ї машинні іWell, in the DIT - machine and

ЯГ-е-1-1-е-д; нн вYAG-e-1-1-e-d; nn in

ІН. ТВ ВК Ку -І-- 0 Му ЦИ! я т а з а БІ і о І і рин КИ: пі ТХЕЯКІ ЧАIN. TV VK Ku -I-- 0 Mu CI! i t a z a BI i o I i ryn KY: pi THEYAKI CHA

Фіг. ЗFig. WITH

Claims (3)

1. Пристрій для проведення тепло-, масообмінних і реакційних процесів, який містить послідовно з'єднані між собою по лінії парогазової суміші збірник циркуляційної вихідної рідини, трубчастий вертикальний теплообмінник, сепаратор парорідинної фази, колектор вторинної (сокової) пари, циркуляційний насос, з'єднувальні трубопроводи і технологічні патрубки для підводу вихідної циркуляційної рідини, гріючого агента, створення вакууму, для відводу інертних газів, концентрованого розчину і конденсату, виводу вторинної (сокової) пари, який відрізняється тим, що трубчастий вертикальний теплообмінник виконаний у вигляді гріючих труб, всередині яких концентричне розташована багатокаскадна плівкоутворююча насадка, що являє собою центральні трубки меншого діаметра з отворами, які розташовані із кроком й між рядами, над отворами закріплені втулки, ступінчасті по внутрішньому діаметру, встановлені із зазором б між внутрішньою поверхнею гріючої трубки і зовнішньою поверхнею втулки і з зазором 02 між внутрішньою поверхнею втулки і зовнішньою поверхнею центральної трубки, у верхній частині центральні трубки обладанні опорноцентруючими втулками, а в нижній - центруючими ребрами, у верхній частині гріючих трубок виконані вертикальні щілини.1. A device for carrying out heat, mass exchange and reaction processes, which contains a collector of circulating source liquid, a tubular vertical heat exchanger, a vapor-liquid phase separator, a collector of secondary (juice) steam, a circulation pump connected in series along the line of the vapor-gas mixture, with connecting pipelines and process nozzles for the supply of the initial circulating fluid, the heating agent, the creation of a vacuum, for the removal of inert gases, concentrated solution and condensate, the output of secondary (juice) steam, which is distinguished by the fact that the tubular vertical heat exchanger is made in the form of heating pipes, inside of which a multi-cascade film-forming nozzle is located concentrically, which is a central tube of a smaller diameter with holes that are located in a step and between rows, bushings are fixed above the holes, stepped in the inner diameter, installed with a gap b between the inner surface of the heating tube and the outer surface of the bushing and with a gap 02 between the inner surface of the sleeve and the outer surface of the central tube, the upper part of the central tube is equipped with support-centering sleeves, and the lower one with centering ribs, vertical slits are made in the upper part of the heating tubes. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що у верхній частині теплообмінника і нижній, між теплообмінником і збірником циркуляційної вихідної рідини, розташовані відповідно верхня і нижня сепараційні камери, з'єднані із сепаратором.2. The device according to claim 1, which is characterized by the fact that in the upper part of the heat exchanger and the lower, between the heat exchanger and the collector of the circulating output liquid, the upper and lower separation chambers connected to the separator are located, respectively. 3. Пристрій за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що сепаратор розташований над теплообмінником, між верхньою сепараційною камерою і колектором вторинної (сокової) пари і має тангенціальний вхід із обох сепараційних камер.3. The device according to claim 1 or 2, which differs in that the separator is located above the heat exchanger, between the upper separation chamber and the secondary (juice) steam collector and has a tangential inlet from both separation chambers.
UA99063124A 1999-06-08 1999-06-08 DEVICE FOR HEAT, MASS EXCHANGE AND REACTION PROCESSES UA44364C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA99063124A UA44364C2 (en) 1999-06-08 1999-06-08 DEVICE FOR HEAT, MASS EXCHANGE AND REACTION PROCESSES
RU99116372A RU2153381C1 (en) 1999-06-08 1999-07-29 Device for conduction of heat-, mass-exchange and reaction processes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA99063124A UA44364C2 (en) 1999-06-08 1999-06-08 DEVICE FOR HEAT, MASS EXCHANGE AND REACTION PROCESSES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA44364C2 true UA44364C2 (en) 2002-02-15

Family

ID=21689370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA99063124A UA44364C2 (en) 1999-06-08 1999-06-08 DEVICE FOR HEAT, MASS EXCHANGE AND REACTION PROCESSES

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2153381C1 (en)
UA (1) UA44364C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2153381C1 (en) 2000-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110233044A1 (en) Multi-effect evaporator
JP4167984B2 (en) An apparatus for flowing and evaporating liquid material and then condensing the vapor formed
US4134939A (en) Liquid distributor for thin-film, tube-bundle apparatus
JPH04244202A (en) Multi-flash evaporator using plate heat exchanger of irregular surface type
KR101690065B1 (en) Apparatus for removing pollutant in evaporated concentrating system
WO2006085792A1 (en) Vertical film-type heat exchanger
US2934477A (en) Flash-type distillation system
RU2372964C2 (en) Partially loaded evaporator with falling film and method its operation at partial load
US3803001A (en) Combination condenser-degasser-deaerator for a desalination plant
US3458404A (en) Apparatus for distilling liquids
CN108314611B (en) Equipment and production process for preparing camphor by continuous gas phase dehydrogenation of isoborneol
JPH10330104A (en) Device for continuously purifying waste sulfuric acid and purification and heater-supporting structure in heating device made from glass
KR100937278B1 (en) Column for concentrating phthalic anhydride
UA44364C2 (en) DEVICE FOR HEAT, MASS EXCHANGE AND REACTION PROCESSES
CN102512833A (en) Horizontal-pipe falling-film evaporation method coupling distillation and device thereof
EP2891861B1 (en) Vertical straight tube countercurrent condenser
CN202315342U (en) Horizontal pipe falling film evaporation tower
SU1736335A3 (en) Method and apparatus for concentration of urea solution
CN201962082U (en) Ammonium nitrate solution concentration device
GB2084885A (en) Process for the concentration of aqueous glycol solutions
US3619378A (en) Multistage vertical flash distillation apparatus having low heat consumption
RU2115737C1 (en) Multiple-effect evaporator
SU1725939A1 (en) Evaporator
CN105408686A (en) Shell-and-tube apparatus for heat recovery from hot process stream
RU227714U1 (en) DEVICE FOR EVAPORATION OF HYDROCHLORIC ACID DURING ITS PURIFICATION BY SURFACE DISTILLATION