Устройство для дистилляции

 

Использование: в химических аппаратах. Сущность изобретения: изоляторы выполнены в виде пакета оребренных элементов, набранных на стержне, при этом торец нижнего элемента установлен выше уровня поверхности фланца, нихромовые спирали расположены в пазах между ребрами элементов, фланец имеет пяту со сферической поверхностью, а форсунка снабжена колпачком с перфорированными стенками. 5 ил.

Изобретение относится к химическим аппаратам, в частности к устройствам для дистилляции высококипящих веществ, например высших кислот, жирных спиртов, эфиров жирных кислот, высокомолекулярных углеводородов и т.п.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для дистилляции, включающее вертикальный цилиндрический корпус, в днище которого расположены выносные камеры, в которых сгруппированы в секции и смонтированы на фланцах электронагреватели, содержащие нихромовые спирали в изоляторах, и форсунки для подачи пара.

Однако стенки трубок прогорают и теплоэлектронагреватели выходят из строя.

Кроме того, уменьшение поверхности обогрева при неизменном объеме каждой секции приводит к нарушению пленочного режима, дистилляции, к снижению выхода и качества товарных кислот.

Целью изобретения является предотвращение загрязнения поверхности теплообмена и обеспечение надежности эксплуатации и качества дистилляции.

Для этого в устройстве для дистилляции, включающем вертикальный цилиндрический корпус, в днище которого расположены выносные камеры, в которых сгруппированы в секции и смонтированы на фланце металлические теплоэлектронагреватели, содержащие нихромовые спирали в изоляторах, и форсунки для подачи пара, изоляторы выполнены в виде пакета оребренных элементов, набранных на стержне, при этом торец нижнего элемента установлен выше уровня поверхности фланца, нихромовые спирали расположены в пазах между ребрами элементов, фланец имеет пяту со сферической поверхностью для установки электронагревателей, а форсунка снабжена колпачком с перфорированными стенками.

На фиг. 1 изображен общий вид дистиллятора; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - продольный разрез ТЭНа на фланце; на фиг.4 - сечение керамического трубчатого элемента; на фиг.5 - вид сверху секции.

Устройство для дистилляции состоит из цилиндрического корпуса 1, в днище которого расположены выносные камеры 2, снабженные колпачками-отбойниками 3. Корпус 1 снабжен штуцером 4 для ввода исходного продукта (кислот), патрубком 5 для вывода паров кислот и штуцером 6 вывода кубового остатка. Между выносными камерами 2 расположены переливные штуцера 7 для перетока кислот из одной секции в другую. Выносные камеры 2 обогреваются сгруппированными в секции теплоэлектронагревателями (ТЭНов) 8, смонтированными на фланце 9. ТЭН 8 имеет кожух в виде оребренной или гладкой тонкостенной трубы 10 высотой 1500-1600 мм и диаметром 57-89 мм, внутри которого расположен изолятор 11, выполненный в виде пакета трубчатых элементов 12, набранных на стальном стержне 13 так, что торец нижнего элемента установлен на расстоянии 80-100 мм выше внутренней поверхности фланца 9, в пазах 14 между ребрами изолятора 11 расположены нихромовые спирали 15.

Фланец 9 по всему диаметру в месте установки ТЭНов 8 имеет пяту 16 со сферической поверхностью, в центре пяты установлена форсунка 17 для подачи пара, снабженная колпачком 18 с перфорированными стенками.

Устройство работает следующим образом.

Исходный продукт через штуцер 4 подают в камеру 2, включают ТЭНы 8 и открывают подачу перегретого водяного пара через форсунки 17 под колпачок 18. Направление подачи пара определяется перфорацией стенок колпачка 18. Температуру продукта доводят при давлении 665-1330 Па до 200-240^оС, нагретый до кипения продукт, проходя колпачок-отбойник 3, разделяется на паровую фазу, которая выводится через патрубок 5, и жидкую фазу, перетекающую через штуцер 7 в следующую камеру 2 и т.д. Нелетучие примеси, поступающие с продуктом на дистилляцию, в момент их оседания сдуваются со сферической поверхности пяты 16 перегретым водяным паром, выходящим с большой скоростью в направлении, которое определяется перфорацией колпачка 18. Примеси во взвешенном состоянии в продукте переходят из одной камеры в последующие и выводятся с кубовым остатком через штуцер 6. В случае прекращения подачи перегретого пара в течение короткого или длительного времени осевшие механические примеси не коксуются, потому что не имеют прямого контакта с греющей поверхностью ТЭНа, так как торец нижнего изолятора находится на расстоянии 80-100 см от сферической поверхности фланца 9. При возобновлении подачи пара накопившиеся примеси легко поднимаются направленным по касательной к поверхности фланца потоком перегретого пара.

Передача тепла непосредственно от нихромовой спирали корпусу ТЭНа (а не через диэлектрик) значительно повышает коэффициент теплопередачи, а расположение спирали в пазах 14 трубчатых керамических элементов 12 облегчает замену перегоревшего звена пакета изолятора и увеличивает надежность эксплуатации дистиллятора.

Предложенное устройство для дистилляции позволяет довести срок непрерывной работы дистиллятора до 11-12 месяцев (против 3-4 месяцев), эксплуатацию электронагревателей (ТЭНов) продлить до 5-10 лет (против 3-4 месяцев), увеличить поверхность теплообмена на 0,9 м² и объем в 5-6 раз для каждой секции.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТИЛЛЯЦИИ, включающее вертикальный цилиндрический корпус, в днище которого расположены выносные камеры, в которых сгруппированы в секции и смонтированы на фланце металлические трубы электронагревателей, содержащих нихромовые спирали в изоляторах и форсунки для подачи пара, отличающееся тем, что, с целью предотвращения загрязнения поверхности теплообмена и обеспечения надежности эксплуатации и качества дистилляции, изоляторы выполнены в виде пакета оребренных элементов, набранных на стержне, при этом торец нижнего элемента установлен выше уровня поверхности фланца, нихромовые спирали расположены в пазах между ребрами элементов, фланец имеет пяту со сферической поверхностью для установки электронагревателей, а форсунка снабжена колпачком с перфорированными стенками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5