Способ выпаривания высоковязких агрессивных жидкостей

 

Изобретение относится к способам концентрирования растворов и позволяет снизить брызгоунос, повысить надежность и эффективность процесса. Способ выпаривания высоковязких агрессивных жидкостей включает контактирование горячих газов с жидкостью путем барботажа их импульсно с частотой 1-15 Гц через слой жидкости. Горячие газы получают импульсным сжиганием топливовоздушной смеси с той же частотой. Использование предлагаемого способа позволяет снизить брызгоунос в 1,5 раза, уменьшить энергозатраты, снизить расход тепла на 10-15%, расход электроэнергии на 30-40%, а также в два раза уменьшить отложение твердой фазы на газоходах после выпарного аппарата. 2 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1583126 (51)5 В 01 D 1 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4617638/31-26 (22) 24.10.88 (46) 07.08.90. Бюл. № 29 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) А. М. Сомов, С. Б. Ростов, В. М. Белов, Л. М. Гаврилюк, В. В. Туртыгин, Н. Н. Федорова, М. В. Поспелов, А. В. Фокин и С. В. Дубинский (53) 66.048.541 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1171045, кл. В 01 D 1/14, 1984.

Изобретение относится к способам концентрирования растворов и может быть использовано, например, для выпаривания экстракционной фосфорной кислоты для получения фосфорной кислоты высокой концентрации (65 — 80%) по Р О;.

Цель изобретения — повышение эффективности, надежности процесса и снижение брызгоуноса.

Способ осуществляют следующим образом.

Топливовоздушную смесь импульсно с частотой 1 — 15 Гц подают в барботажную трубу, синхронно поджигают запальником и образовавшуюся смесь горячих газов барботируют через слой выпариваемой жидкости. Образовавшийся в результате испарения жидкости парогазовый поток выводится из аппарата. Упаренный раствор представляет собой готовый продукт.

На фиг. 1 приведена схема аппарата (54) СПОСОБ ВЫПАРИВАНИЯ ВЫСОКОВЯЗКИХ АГРЕССИВНЫХ ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к способам концентрирования растворов и позволяет снизить брызгоунос, повысить надежность и эффективность процесса. Способ выпаривания высоковязких агрессивных жидкостей включает контактирование горячих газов с жидкостью путем барботажа их импульсно с частотой 1 — 15 Гц через слой жидкости. Горячие газы получают импульсным сжиганием топливовоздушной смеси с той же частотой. Использование предлагаемого способа позволяет снизить брызгоунос в 1,5 раза, уменьшить энергозатраты, снизить расход тепла на 10-15%, расход электроэнергии на 30 — 40%, а также в два раза уменьшить отложение твердой фазы на газоходах после выпарного аппарата. 2 табл.,2 ил для реализации способа; на фиг. 2 — график, поясняющий предлагаемый способ.

Аппарат состоит из корпуса 1, барботажной трубы 2 с отверстиями на нижнем конце 3, патрубка 4 подачи исходной жидкости в оросительную трубу 5, патрубка

6 подачи топливовоздушной смеси, дозатора

7 топливовоздушной смеси, патрубков отвода парогазовой смеси 8 и упаренной жидкости

9, брызгоотбойника !О, запальника 11 с синхронизатором. Исходная жидкость поступает внутрь корпуса 1 через патрубок

4 и оросительную трубу 5, одновременно орошая и охлаждая барботажную трубу 2.

Исходная топливовоздушная смесь поступает через lldTp) áoê 6 и дозатор 7 в барботажную трубу 2. где синхронизированно поджигается запальником 1. Смесь сгорает в течение 0,015 — 0,02 с с образованием горячих газов, которые выбрасываются в слой жидкости со скоростью газов в им15831

Частота, Гц

Температура, С выпариваемой кислоты газа

82

82

89

1

3 б

" 7

I r

HenpepblB ный барботаж

40. 90 л102

Уменьшение разности температур между слоем и отходящим газовым потоком при импульсном подводе газа по сравнению с непрерывным барботажем обеспечивает снижение расхода тепла на 10 — 15%. При частотах выше 5 Гц разность температур возрастает (см. табл. 1) настолько, что преимущество импульсного подвода газа утрачивается.

При уменьшении частоты и сохранении постоянной единичной порции газа умень3 пульсе 50 — 80 м/с. Контактируя с жидкостью, горячие газы отдают тепло и покидают слой жидкости, унося образовавшиеся пары. Топливовоздушную смесь сжигают импульсно с частотой 1 — 15 Гц. Брызги отделяются на брызгоотбойнике 10. Г1арогазовая смесь покидает аппарат через патрубок 8, упаренная жидкость отводится ч е рез п атрубо к 9.

Согласно предлагаемому способу на опытной установке с выпарным аппаратом, 10 у которого диаметр корпуса 0,1 м, диаметр сепарационного пространства 0,2 м, диаметр барботажной трубы 0,05 м, длина ее

0,8 м, площадь свободного сечения барботажного устройства 4,5% сечения аппарата, проводят выпаривание экстракционной фос15 форной кислоты с начальной концентрации

45% Р О,; до конечной концентрации 68%

Р О . При этой постоянной начальной концентрации и сохранении постоянной единичной порции горячих газов, вбрасывае- 20 мых импульсно в слой жидкости, частоту импульсов изменяют от 1 до 15 Гц.

C увеличением частоты при постоянной единичной порции увеличиваются тепловая нагрузка на слой жидкости и температура в слое, однако при этом увеличивается разность температур между слоем жидкости и газом на выходе, что говорит об увеличении проскока газа через слой.

Данные по температуре выпариваемой жидкости и газа при разных частотах импульсов приведены в табл. 1.

Таблица1

26 шаются отложения твердой фазы на газоходах, но снижаются пропорционально частоте тепловая нагрузка и производительность аппарата, поэтому нижняя граница определяется экономическими соображениями. Результаты приведены в табл. 2.

Частота, Гц

17 — 18

17 — 19

18 — 25

50 — 55

80 — 85

110,0 — 120

3

9

12

Непрерывный барботаж

149

Высокие локальные скорости газа при импульсной подаче газа повышают эффективность процесса, позволяют в два раза уменьшить отложение твердой фазы на газоходах после выпарного аппарата.

Поскольку средняя скорость газа относительно невелика (0,15 — 0,2 м/с), брызгоунос снижается по сравнению со способом погружного горения в 1,5 раза. Кроме того, обеспечивается надежная работа при колебаниях режимных параметров (расхода топливовоздушной смеси, глубины погружения барботажной трубы пределах 50 — 100% от оптимальных условий) упрощается пуск и останов процесса. Снижается удельный расход электроэнергии на 30 — 40% за счет уменьшении мощности электропривода, так как в процессе импульсного сжигания образуется дополнительное избыточное давление.

Формула изобретения

Способ выпаривания высоковязких агрессивных жидкостей путем контактирования

На фиг. 2 показаны экономические потери из-за брызгоуноса и отложения на газоходах (кривая А) и капитальные затраты (кривая В) в зависимости от частоты.

Суммарные затраты изображаются кривой С.

Из графика видно, что частота менее 1 Гц нецелесообразна из-за резкого возрастания капитальных затрат.

При непрерывном барботаже скорость газа составляет 1 — 3 м/с, при импульсной подаче дымовых газов с помощью механического пульсатора можно увеличить локальную скорость до 7 — 10 м/с, а при импульсном сжигании достигается локальная скорость 50 — 80 м/с. К тому же использование механического пульсатора при высоких температурах (свыше 300 С) создает большие технические трудности.

1583126

Составите lb В. Золотов

Редактор A. Мотыль Техред А. Кравчук Ко екто С

Заказ 2215 орректор С Черни ираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 горячих паров (газов) с жидкостью при барботаже их через слой жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, надежности процесса и снижения брызгоуноса, барботаж горячих газов проводится импульсно с частотой 1 — 15 Гц посредством импульсного сжигания топливовоздушной смеси.,У Х 7 Я 71 75 О f Гц