Тепло-массообменный аппарат для отгонки летучих веществ из жидкости

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ООЛМВВ

РЕ ПУБЛИН (19 {n) 3(я) В 0 0 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K *B TOPCNOMV СаИдатВЪСтвч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3412923/23"26 (22) 26.03.82 ("6) 30.07.83 ° Бюл. У 28 (72) В.А.Вальдман, Е.Н.Константинов, В.В.Ключкин и Е.Г.Иазуренко (71) Краснодарский политехнический институт (53) 66.015.23.05(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Н 329898, кл. В 01 0 3/28, 1972.

2. Патент ФРГ М 1014077, кл. 12 е-3/01, 1958.

{54)(57) 1. ТЕПЛОИАССООБИЕННЦИ АППАРАТ ДЛЯ ОТГОНКИ ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ ИЗ

ЖИДКОСТИ, преимущественно летучих компонентов растительных масел при дезодорации, секционированный по высоте на контактные блоки, включающие коаксиально прикрепленные к реаеткам вертикальные трубы и полые перфорированные стержни, между ко" торыми размещены многослойные щеточ- . ные турбулизаторы и приспособления для ввода внутрь блоков теплоносителя, о т л и ч а. ю шийся тем, < то, с целью повывения эффективности отгонки летучих веществ с водяным паром за счет многократно повторяющихся разрывов. стекающих между слоями щеток массляных пленок закрученными и диспергированными паровыми струямир обновление межфазной поверхности между витками щеток при многократных гидравлических соударениях растекающихся с высокими скоростными напорами струек водяного пара с отделившимися от щетинок каплями масла, каждый блок снабжен насадкой в виде перфорированных трубчатых змеевиков, установленных между витками щеточных турбулизаторов и соединенных со стержнями.

2: Аппарат по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повы- . шения удобства обслуживания и ремонта, насадка снабжена разъемными ниппельными соединениями.

1 1031

Изобретение относится к пищевому и химическому аппаратостроению, а точнее к тепломассообменным аппаратам для отгонки с водяным паром летучих веществ из жидкостей, в том числе работающих под вакуумом, например, для отгонки летучих компонентов растительных масел при дезодорации.

Известен тепломассообменный anna- 1в рат, секционированный по высоте на контактные блоки, включающий коаксиально прикрепленные к решеткам вертикальные трубы и полые перфорированные стержни, между которыми 15 размещены турбулизаторы в виде проволочных элементов или щеток.

В этом аппарате жидкость стекает по внутренним стенкам труб и перераспределяется при помощи проволочек или щетинок. Тепломассообмен между пленками жидкости и теплоносителем, например, перегретым водяным паром, происходит в кольцевых зазорах меж" ду трубами и стержнями. Контактные блоки аппаратов включают приспособления для .ввода теплоносителя и отвода образовавшихся паров Р 1) .

Недостатком аппарата является невысокая эффективность процесса из-за того, что проволочные элементы .и щетки недостаточно деформируют пленки в зонах взаимодействия водяного пара. и жидкости. Тепломассообмен между фазами в кольцевых зазорах по высоте аппаратов малоинтенсивен, особенно в пространстве между витками проволочных элементов и слоями щеток.

Известен тепломассообменный аппарат для отгонки летучих веществ из жидкостей, секционированный по высо- 4О те на контактные блоки, включающий коаксиально прикрепленные к решеткам вертикальные трубы и полые перфорированные стержни, между которыми размещены многослойные щеточные турбулизаторы и приспособления для ввода внутрь блоков теплоносителя $2).

Однако такой аппарат характеризуется снижением эффективности тепломассообмена из-за того, что многослойные щеточные турбулизаторы не вполне обеспечивают деформации и разрывы стекающих между слоями щеток жидкостных пленок. В аппарате недостаточно интенсивно обновляется межфазная поверхность контакта между витками щеток.

445 2

Цель изобретения - повышение эффективности отгонки летучих веществ с водяным павом за счет многократно повторяющихся разрывов стекающих между слоями щеток масляных пленок закрученными. и диспергированными паровыми струями, обновления межфазной поверхности между витками щеток при многократных гидравлических соударениях растекающихся с высокими скоростными напорами струек водяного пара с отделившимися от щетинок каплями масла.

Указанная цель достигается тем, что тепломассообменный аппарат для отгонки летучих веществ из жидкости преимущественно летучих компонентов растительных масел при дезодорации секционированный по высоте на контактные блоки, включающие коаксиально прикрепленные к решеткам вертикальные трубы и полые перфориро( ванные стержни, между которыми размещены по винтовой линии многослойные щеточные турбулизаторы, приспособления для ввода внутрь блоков теплоносителя, каждый блок снабжен насадкой в виде перфорированных трубчатых змеевиков, установленных между витками щеточных турбулизаторов и соединенных со стержнями.

Насадка снабжена разъемными ниппельными соединениями.

На фиг. 1 показан контактный блок аппарата; на фиг. 2 - узел 1 на фиг.1., размещение насадков между витками щеток и приспособлений для подачи теплоносителя ; на фиг.3— узел 11 на фиг,2(трубчатозмеевиковый насадок); на фиг. 4 - сечение

А-А на фиг.3; на фиг.5 - сечение

Б-Б на фиг.3, Тепломассообменный аппарат секционирован по высоте на контактные блоки 1. Блоки включают коаксиально прикрепленные к решеткам 2 вертикальные перфорированные трубы 3 и полые перфорированные стержни 4, Трубы и стержни перфорированы отверстиями 5. Верхние отогнутые концы стержней б закреплены в отверстиФ ях труб под решетками, нижние концы стержней опираются на крестовины 7, установленные в нижних торцах труб.

Верхние концы труб над решетками снабжены раструбами 8, в которые соосно опущены нижние концы труб вышерасположенных блоков. В кольцевых зазорах между трубами и стержнями

31445 процесса производится подбором не55. >бходимого количества насадков по з 10, размещены по винтовой линии многослойные щеточные турбулизаторы 9, щетки 10 прикреплены к стенкам стержней, наружные концы щетинок касаются внутренних стенок труб.

Контактные блоки снабжены перфорированным трубчатозмеевиковыми, насадками 11, перфорация трубок выполнена в виде тангенциально направленных отверстий 12, расположенных с одинаковым шагом вдоль внешней образующей спирали змеевиков.

Насадки снабжены разъемными соединениями, при помощи которых они присоединены к стержням, разъемные соединения включают ниппели 13, приваренные к хвостовикам змеевиков

4 штуцеры 14, закрепленные в отверстиях перфорации стержней, и накидные гайки 15, обработанные снаружи в виде шестигранников под стандартный гаечных ключ.

Блоки аппарата включают приспособления для подачи теплоносителя, они содержат размещенные под решетками распределительные камеры 16 с патрубками 17 и прикрепленные к трубам вертикальные желоба 18, причем верхние открытые концы желобов встав лены в днище камер, а нижние глуxvfe концы упираются в решетки. Блоки включают также приспособления для отвода паров, они содержат размещенные над решетками сборные камеры, закрытые сверху плоскими крышками 19, в которые вмонтированы отводные патрубки 20.

Аппарат работает следующим образом.

Жидкость, например масло, подают в верхнюю часть аппарата и распределяют по трубам контактного блока (не показано) . Масло стекает вниз по коль цевым зазорам между перфорированными трубами 3 и полыми перфорированными стержнями 4, при этом натекает на многослойные щеточные турбулизаторы

9. Щетки 10 перераспределяют потоки масла между стенками труб и стержней выравнивают удельные нагрузки по жид кой фазе в зонах контакта с паром.

На стыках контактных блоков масло перетекает из труб вышерасположенных блоков в раструбы нижерасположенных ярусов труб, при этом происходит перемешивание жидкостных потоков. Теплоноситель, перегретый. водяной hap, подают в каждый контактный блок через патрубки 17. Пар поступает иэ распределительных камер 16

50 в полые перфорированные стержни 4 и одновременно в открытые сверху вертикальние желоба 18, откуда он впрыскивается через отверстия 5 внутрь кольцевых полостей между трубами и стержнями. Паровые струи со стороны стержней предварительно закручиваются по спиралевидной траектории в трубчатозмеевиковые насадки 11, а затем диспергируются в тан генциально направленных отверстиях

12, при этом увеличивается скоростной напор образовавшихся мелких струек водяного пара в направлениях к смежным виткам щеточных турбулизаторов.

Поток, состоящий иэ водяных па" ров и паров летучих веществ, образовавшихся в результате тепломассообмена между перегретым паром и маслом, поднимается по трубам вверх и поступает через раструбы 8 в сборные камеры над решетками. Отвод паров производится из каждого контактного блока через отводные патрубки 20. Готовий продукт — деэодорированное масло виводится из нижней части ап" парата (не псказано).

В контактных блоках с трубчатозмеевиковыми насадками повышается эффективность тепломассообмена при отгонке летчих веществ с водяным паром. Закрученные и диспергированные паровые струи пронизывают слои щеток под различными углами, при этом многократно деформируют, разрывают стекающие между слоями щеток масляные пленки и ускоряют отгонку летучих веществ из масла. Повышению эффективности отгонки способствуют интенсивные ударные эффекты обновления межфазной поверхности между витками щеток при многократных гидравлических соударениях растекающихся с высокими скоростными напорами струек пара с отделившимися от щетинок каплями масла.

В аппарате, секционированным- блоками с трубчатозмеевиковыми насадками, возможно регулирование температурного режима отгонки путем изменения термодинамических параметров водяного пара, подаваемого в змеевики. Регулирование гидравлических и диффузионных условий высоте каждого блока. В целях улуч-. шения обслуживания и ремонта насадки присоединены к стержням при

S 1031445 6 помощи разъемных ниппельных сое- таф150 мм и высотой 1,8 м, в кодинений. тором были размещены три контактТаким образом, в аппарате, кон- ных блока, выполненные конструктивтактные блоки которого снабжены труб- но. чатозмеевиковыми насадками, создает- 5 В аппарате исследовали процесс ся более благоприятная гидродинами- дезодорации подсолнечного масла ческая обстановка, для улучшения путем отгонки летучих веществ перегтепломассообмена между перегретым ретым водяным паром. водяным паром и маслом, что повыша- Сравнивая результаты испытаний ет общую эффективность процесса от- 10 предлагаемого аппарата с имеющимися гонки летучих веществ. данными по изучению эффективности работы аппарата"прототипа, экспериПредлагаемый аппарат имеет тех- ментально установлено повышение эффекнико-экономические преимущества пе- тивности процесса дезодорации на 403, ред аппаратом-прототипом. 15 Ожидаемая экономическая эффективПроведены технологические испы- ность от внедрения промышленного тания лабораторной модели аппара- дезодоратора составляет 35 тыс.руб. 1031445

: 1031445

Х

i Ю

1 !

103 445

R -А

Составитель 3.Александрова

Техред М.Костик КорректорА.Тяско

Редактор О. Сопко

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5257/2 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5