Выпарной аппарат с падающей пленкой жидкости
Изобретение относится к выпариванию растворов, а именно к выпарным аппаратам, применяемым в химической, металлургической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение степени удаления растворителя из растворов вплоть до получения твердого концентрата растворенного вещества. Выпарной аппарат с падающей пленкой жидкости содержит вертикальный цилиндрический корпус с патрубками для ввода раствора, греющего пара, инертного вещества, вывода вторичного пара, конденсата, твердого концентрата, сепаратор, греющую камеру, содержащую верхний и нижний пучки греющих труб, причем трубное пространство верхнего пучка соединено с межтрубным пространством нижнего пучка труб, которое заполнено насыпной насадкой, элементы которой выполнены из ферромагнитного материала, снаружи корпуса на уровне насадки установлен кольцевой магнитопровод с обмотками, одна часть которых подключена к источнику постоянного, а другая часть - к источнику переменного электрического тока. Нижняя часть аппарата на уровне магнитопровода выполнена из диамагнитного материала. Аппарат снабжен люком для загрузки насыпной насадки. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 D 1/22
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4724249/26 (22) 27,07.89 (46) 15,07.91. Бюл. № 26 (71) Институт химии и нефти СО АН СССР (72) В.А,Федюнин и А.С.Шараев (53) 66.048.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1393440, кл. В 01 D 1/22, 1988. (54) ВЫПАРНОЙ АППАРАТ С ПАДАЮЩЕЙ
ПЛЕНКОЙ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к выпариванию растворов, а именно к выпарным аппаратам, йрименяемым в химической, металлургической и других отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение степени удаления растворителя из растворов вплоть до получения твердого концентрата растворенного вещества. Выпарной аппарат = падающей пленкой жидкости содержит вертикальный
Изобретение относится к выпариванию растворов, а именно к выпарным аппаратам, применяемым в химической, металлургической и других отраслях промышленности, Цель изобретения — повышение степени удаления растворителя из раствора вплоть до получения твердого концентрата растворенного вещества.
На чертеже представлена схема выпарного аппарата, Выпарной аппарат содержит вертикальный корпус, состоящий из двух частей: верхней 1 и нижней 2, которые связаны между собой с помощью фланцев 3 и 4, коническое днище 5 и крышку б, связанные с корпусом с помощью фланцев 7 — 10. К днищу
5 аппарата подсоединен контейнер 11 для приема твердого концентрата, Внутри верх„„5U„„1662598 А1 цилиндрический корпус с патрубками для ввода раствора, греющего пара, инертного вещества, вывода вторичного пара, конденсата, твердого концентрата, сепаратор, греющую камеру, содержащую верхний и нижний пучки греющих труб, причем трубное простанство верхнего пучка соединено с межтрубным пространством нижнего пучка труб, которое заполнено насыпной насадкой, элементы которой выполнены из ферромагнитного материала, снаружи корпуса на уровне насадки установлен кольцевой магнитопровод с обмотками, одна часть из которых подключена к источнику постоянного, а другая часть — к источнику переменного электрического тока, Нижняя часть аппарата на уровне магнитопровода выполнена из диамагнитного материала. Аппарат снабжен люком для загрузки, насыпной насадки. 2 з.п.ф-лы. 1 ил. ней части 1 корпуса размещена греющая камера 12 с верхним пучком 13 вертикальных греющих труб, которые укреплены в верхней 14 и нижней 15 трубных решетках.
Выше трубной решетки 14 установлено распределительное устройство 16. Греющая камера 12 снабжена вертикальным каналом
17,.предназначенным для загрузки насыпной насадки. В кольцевом канале между греющей камерой 12 и верхней частью корпуса установлены цилиндрическая обечайка 18 и сепаратор 19. снабженный винтообразной перегородкой 20, установленной между обечайкой 18 и греющей камерой 12, а обечайка
18 между витками перегородки 20 имеет отверстия для отвода отсепарированной жидкости. В нижней части 2 корпуса аппарата размещен нижний пучок 21 вертикаль1662598 г
55 ных греющих труб, внутреннее простанство которых соединено с межтрубным пространством греющей камеры 12. Нижние концы греющих труб пучка 21 соединены с кольцевыми коллекторами 22, которые связаны между собой, и с патрубком 23 выхода конденсата греющего пара. Межтрубное простанство нижнего пучка 21 греющих труб заполнено насыпной насадкой 24, элементы которой выполнены из ферромагнитного материала. Насадка 24 опирается на перфорированную пластину 25, Снаружи нижней части 2 корпуса установлен кольцевой магнитопровод 26, имеющий вертикальные, на правленные вовнутрь зубья, на котооых смонтированы обмотки 27 и 28, одна часть из которых подключена к источнику постоянного, а другая часть обмоток —. к источнику переменного электрического тока. Аппарат имеет патрубки: 29 — для ввода раствора, 30 . — для ввода греющего пара, 31 - для вывода вторичного пара, 32 — для ввода инертного газа, На крышке 6 аппарата соосно с каналом
17 установлен люк ЗЗ для загрузки насыпной насадки.
Аппарат работает следующим образом, Предварительно в него загружают через люк ЗЗ и вертикальный канал 17 насыпную ферромагнитную насадку 24. Включают постоянный ток в цепи обмоток 27, при этом элементы насадки 24 подмагничиваются, Затем включают переменный ток в цепи обмоток 28, при этом элементы насадки начинают колебательное движение. Греющий пар подается через патрубок 30 в межтрубное пространство греющей камеры 12, где конденсируется на наружной поверхности греющих труб верхнего пучка 13, а затем проходит в трубное пространство греющих труб нижнего пучка 21, где конденсируется на внутренних поверхностях этих труб, Конденсат греющего пара собирается в кольцевых коллекторах 22 и удаляется из аппарата через патрубок 23. Тепловая энергия от греющих труб пучком 21 передается слою насыпной насадки 24. Раствор, подлежащий упариванию, поступает в аппарат через патрубок 29. С помощью распределительного устройства 16 раствор равномерно распределяется по трубам пучка 13 и каналу 17 и под действием силы тяжести пленкой стекает вниз по внутренним поверхностям указанных труб. Вторичный пар по этим же трубам прямотоком удаляется из греющей камеры 12. Частично упаренный раствор вытекает из пучка 13 греющих труб и орошает насадку 24. Стекая вниз по нагретой насадке 24, раствор продолжает упариваться, и на определенной высоте слоя насадки обеспечивается практически полное удаление растворителя, Образующийся твердый концентрат покрывает поверхность элементов насадки 24. Колебание элементов насадки под действием магнитного поля, которое сопровождается их соударениями и взаимным трением, приводит к снятию с поверхности элементов насадки пленки твердого концентрата и его измельчению. Образующийся порошок твердого концентрата в условиях вибрации насадки 24 перемещается вниз по свободному объему насадки, где протекает процесс его сушки от остатка растворителя, проходит через отверстие в пластине 25 и ссыпается в контейнер 11.
Вторичный пар направляется в кольцевой канал между обечайкой 18 и греющей камерой 12 и далее — в сепаратор 19, где происходит отделение пара от капель раствора. Отсепарированый раствор через отверстия в обечайке 19 стекает на насадку 24, а очищенный вторичный пар удаляется из аппарата через патрубок 31.
Для предотвращения забивки отверстий в пластине 25 твердым концентратом под пластину подается инертный газ через патрубок 32.
В предлагаемом аппарате, кроме упаривания раствора, могут осуществляться процессы сушки и измельчения твердого растворенного вещества, что исключает использование дополнительногоо оборудования.
Формула изобретения
1. Выпарной аппарат с падающей пленкой жидкости, содержащий вертикальный корпус, внутри которого размещена греющая камера с пучком вертикальных греющих труб, закрепленных в верхней и нижней трубных решетках, распределительное устройство, расположенное над верхней трубной решеткой, патрубки входа исходного раствора, греющего пара, инертного газа и выхода вторичного пара, конденсата греющего пара, упаренного концентрата, сепаратор и цилиндрическую обечайку, установленные в кольцевом канале между греющей камерой и корпусом. при этом сепаратор снабжен направляющей винтообразной перегородкой, установленной между обечайкой и греющей камерой, а обечайка между витками перегородки имеет отверстия для отвода отсепарированной жидкости, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени удаления растворителя из раствора вплоть до получения твердого концентрата растворенного вещества, аппарат снабжен вторым нижним пучком вертикальных греющих труб, размещенным под нижней трубной решеткой греющей камеры так, что трубное постранство нижнего пучка соединено с межтрубным пространством
1662598 греющей камеры, а нижние концы греющих труб нижнего пучка соединены с кольцевыми коллекторами, которые связаны между собой и с патрубком выхода конденсата греющего пара, межтрубное пространство нижнего пучка греющих труб заполнено насыпной насадкой, элементы которой выполнены из ферромагнитного материала и которая опирается на перфорированную пластину, закрепленную в нижней части корпуса аппарата, снаружи корпуса на уровне насадки установлен кольцевой магнитопровод с обмотками, одна часть из которых подключена к источнику постоянного, а другая часть — к источнику переменного электрического тока.
2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен из двух частей, 5 соединенных между собой фланцами, причем нижняя часть корпуса и детали аппарата, находящиеся на уровне магнитопровода, выполнены из диамагнитного материала.
3. Аппарат по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ и й10 - я тем, что он снабжен люком для загрузки насыпанной насадки, а греющая камера имеет вертикальный канал, расположенный соосна с люком.
