Выпарной пленочный аппарат

 

Изобретение относится к устройствам для выпаривания сильнопенящихся растворов и позволяет снизить пенообразование и повысить качество вторичного пара. Выпарной аппарат содержит корпус 1 с верхней и нижней камерами, между которыми установлены теплообменные трубы 2, в которых размещены по всей их длине закручивающие устройства 3. При поступлении раствора в теплообменные трубы 2 образуется двухфазная смесь. Под действием центробежных сил, создаваемых устройствами 3, жидкость отжимается к стенкам труб 2. Разделение образовавшихся потоков пара и жидкости осуществляется на конусных патрубках 6, установленных на плите 5 сепарационного устройства. Жидкость стекает по наружной поверхности конусных патрубков, а пар поступает внутрь сепарационного устройства и выводится из аппарата. Перемещение сепарационного устройства вдоль оси выпарного аппарата дает возможность выбора оптимального режима разделения без вторичного вспенивания. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 В 01 D I/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Plc xoa eru

parm8op

l@p

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4069933/31-26 (22) 22.05.86 (46) 15.05.89. Бюл. № 18 (7I) Винницкий политехнический институт (72) С. И. Ткаченко, В. В. Бужинскии, В. 3. Глоба и 1О. К. Пинчук (53) 66.048. 541 (088.8) (56) Патент США ¹ 4383887, кл. В 01 D !/22, 1983.

Патент США № 3846254, кл. В 01 D I/22, !974.

„„Я0„„1479079 А 1 (54) ВЫПАРНОИ ПЛЕНОЧНЫИ АППАРАТ (57) Изобретение относится к устройствам для выпаривания сильнопенящихся растворов и позволяет снизить пенообразование и повь|сить качество вторичного пара. Выпарной аппарат содержит корпус 1 с верхней и нижней камерами, между которыми установлены теплообмеиные трубы 2, в которых размещены по всей их длине закру1479079 чивающие устройства 3. При поступлении раствора в теплообменные трубы 2 образуется двухфазная смесь. Под действием центробежных сил, создаваемых устройствами 3, жидкость отжимается к стенкам труб 2. Разделение образовавшихся потоков пара и жидкости осуществляется на конусных патрубках 6, установленных на плите 5 сепара1

Изобретение относится к выпариванию растворов, преимущественно сильнопенящихся и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности, где необходимо вьшаривать растворы, содержащие поверхностно-активные вещества.

Цель изобретения — снижение пенообразования при выпаривании пенящихся раст воров и улучшение качества вторичного пара.

На фиг. 1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Аппарат содержит корпус 1 с верхней распределительной и нижней растворной камерой, между которыми в трубных решетках установлены теплообменные трубы 2, внутри которых размещены закручивающие устройства 3. В нижней камере установлено сепарационное устройство, состоящее из вертикальной обечайки 4, на верхней кромке которой закреплена плита 5 с коническими патрубками 6, установленными соосно трубам

2. К нижней плоскости горизонтальной плиты 5 закреплены отбойник 7 и шток 8, который через уплотнение 9 выведен наружу устройства и посредством системы передач соединен с приводом 10. Неконденсирующиеся газы удаляются из нижней сепарационной камеры через патрубок 11.

Устройство работает следующим образом.

Исходный раствор поступает в верхнюю распределительную камеру и с помощью закручивающих устройств 3 распределяется в виде пленки внутри теплообменных труб

2. Для равномерного распределения жидкости по трубам раствор нужно подавать перегретым. Это значит, что давление в верхней камере больше давления, соответствующего давлению насыщения при температуре исходного раствора, что препятствует парообразованию, а значит, и пенообразованию в верхней камере и способствует равномерному распределению жидкости по трубам 2. При поступлении раствора внутрь теплообменных труб 2 происходит снижение давления в закручивающих устройствах и жидкость вскипает с образованием двухфазного потока.

Поскольку двухфазный поток находится в поле действия центробежных сил, одновре5

45 ционного устройства. Жидкость стекает по наружной поверхности конусных патрубков, а пар поступает внутрь сепарационного устройства и выводится из аппарата. Перемещение сепарационного устройства вдоль оси выпарного аппарата дает возможность выбора оптимального режима разделения без вторичного вспенивания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

2 менно происходит разделение двухфазной смеси на жидкую и паровую фазы, причем жидкость отжимается к стенкам труб 2 и распределяется в виде пленки по поверхности. Для снижения гидравлического сопротивления теплообменных труб 2 с установленными внутри закручивающими устройствами 3 диаметр лопастей закручивающих устройств 3 выполнен меньшего диаметра,чем внутренний диаметр теплообменных труб 2.

Вра щательное движение пара передается жидкости за счет сил взаимного трения пара и жидкости, что способствует интенсификации теплообмена, а также улучшает орошение поверхности теплообменных труб 2 жидкостью. По мере испарения растворителя количество жидкости уменьшается, а ее концентрация увеличивается. Одновременно растет количество пара. Это благоприятно сказывается не только на орошении поверхности теплообменных труб 2 и интенсификации теплообмена, но и на качестве сепарации пара, поскольку окружная скорость пара увеличивается. Процесс парообразования происходит при этом без образования пены, что упрощает конструкцию сепаратора, в функции которого входит теперь только сепарация пара, а не гашение пены, как в известных устройствах. Сепарация пара производится следующим образом. С помощью привода IO и штока 8 сепаратор перемещается в вертикальной плоскости. При этом верхняя часть патрубков 6 перемещается внутри теплообменных труб 2. Жидкость стекает по наружной поверхности, а пар поступает внутрь патрубков 6 и далее— в сепарационное пространство. При этом за счет снижения скорости пара в выходном сечении патрубков 6 повышается его давление. В этом случае патрубки 6 выполняют роль диффузора. Наиболее оптимальным для диффузора является угол между образующими конуса 6 равный 6 — 8 . С другой стороны патрубки 6 позволяют жидкости плавно, без гидравлических ударов, вызывающих вторичное вспенивание, стекать по наружной поверхности патрубков 6. За счет разности давлений в корпусе устройства и в сепараторе устанавливается различный уровень жидкости. Отладка процесса сепарации

1479079

Формула изобретения

Составитель В. Золотов

Ре акт едактор М. Товтин Техред И. Верес Корректор Л. Патай

За каз 2464/4 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарин-, !О! на необходимое количество пара осуществляется перемещением сепарационного устройства вдоль оси выпарного аппарата.

Таким образом, установка закручиваю. щих устройств по всей длине обогреваемого участка испарительных труб позволяет осуществить процесс теплообмена без пенообразования, что интенсифицирует теплообмен, так как действие поля центробежных сил приводит к надежному орошению поверхности теплообмена.

Выполнение сепарационного устройства с горизонтальной плитой, в отверстиях которой установлены соосно с теплообменными трубами конусные патрубки, а также выполнение сепарационного устройства с возмож- 15 ностью перемещения вдоль оси выпарного аппарата позволяет исключить, либо существенно снизить пенообразование при разделении предварительно подготовленного потока, так как обеспечивается возможность д>

/ регулировки процесса разделения газовой и жидкой фаз, выбора оптимального режима.

1. Выпарной пленочный аппарат, содержащий вертикальный корпус, теплообменные трубы, закрепленные в трубных решетках, спиральные закручивающие устройства, установленные в трубах по всей их длине, верхнюю распределительную камеру, нижнюю растворную камеру, отличающийся тем, что с целью снижения пенообразования и улучшения качества вторичного пара, нижняя растворная камера снабжена сепарациониым устройством, выполненным в виде вертикальной цилиндрической обечайки, на верхней кромке которой укреплена плита с коническими патрубками, установленными соосно теплообменным трубам, при этом сепарационное устройство выполнено с возможностью перемещения вдоль оси аппарата, 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что основание патрубков выполнено с диаметром, большим внутреннего диаметра теплообменных труб.