Выпарной аппарат для солесодержащих растворов

 

Изобретение относится к выпарным аппаратам для упаривания солесодержащих и кристаллических растворов и может быть использовано в металлургической, химической и пищевой отраслях промышленности. Сущность изобретения: выпарной аппарат содержит сепаратор, нисходящий и восходящий циркуляционные трубопроводы упариваемого раствора, трубчатую вертикальную греющую камеру, расположенную на нисходящем циркуляционном трубопроводе, вторую вертикальную греющую камеру с патрубками подвода пара и отвода конденсата, камеру вскипания, циркуляционный насос, завихритель, выполненный в виде горизонтального диска и полых вертикальных лопастей, установленных во второй греющей камере. Греющая камера расположена в сепараторе и подсоединена к восходящему циркуляционному трубопроводу посредством насадки. В греющей камере раствор закручивается с помощью лопастей с большей скоростью, а затем поступает в камеру вскипания, где происходит разделение потока раствора по фракциям за счет центробежного эффекта. Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить эффективность упаривания раствора за счет превращения прямолинейного движения потока раствора в вихревое, уменьшить брызгоунос и габариты аппарата, а следовательно, уменьшить металлоемкость. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к выпарным аппаратам для упаривания солесодержащих растворов и может быть использовано в металлургической, химической и пищевой отраслях промышленности.

Известен выпарной аппарат для солесодержащих растворов, содержащий греющую камеру с трубой вскипания, сепаратор, промежуточную цилиндрическую емкость для отбора готового продукта, соединенную переливной трубой с циркуляционной трубой, кроме того, он снабжен вертикальной трубой, подключенной к промежуточной емкости и днищу сепаратора, при этом промежуточная емкость снабжена штуцером ввода выходного раствора и дополнительной переливной трубой, подключенной к нижнему концу циркуляционной трубы [1] Недостатком данного устройства является наличие промежуточной цилиндрической емкости, увеличивающей габариты аппарата и усложняющей его конструкцию. Кроме того, в известной конструкции направление движения кипящего раствора и выделяющегося пара совпадают на выходе из трубы вскипания, что приводит к значительному брызгоуносу.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту является выпарной аппарат для солесодержащих растворов, содержащий трубчатые вертикальные греющие камеры с восходящим и нисходящим потоками упариваемого раствора, трубу вскипания, сепаратор, циркуляционную трубу и промежуточную емкость для отбора готового продукта, снабженную завихрителем упаренного раствора, выполненным в виде горизонтального диска и вертикальных лопастей [2] Известная конструкция выпарного аппарата для солесодержащих растворов не обеспечивает в процессе упаривания оптимального количества твердой фазы в циркуляционной суспензии, так как часть раствора, находящегося в промежуточной емкости, исключается из циркуляционного контура и, таким образом, не упаривается, что приводит к невысокой эффективности выпаривания раствора. Наличие промежуточной емкости для отбора готового продукта увеличивает габариты аппарата. Кроме того, в известной конструкции пар из трубы вскипания выходит с большей скоростью, увлекая за собой часть раствора, что приводит к значительному брызгоуносу.

Заявляемый выпарной аппарат для солесодержащих растворов повышает эффективность упариваемого раствора, уменьшает брызгоунос и габариты аппарата.

Указанный технический результат достигается тем, что в выпарном аппарате для солесодержащих растворов, содержащем сепаратор, соединенные с ним нисходящий и восходящий циркуляционные трубопроводы упариваемого раствора, вертикальные греющие камеры, одна из которых выполнена трубчатой и расположена на нисходящем трубопроводе, трубу вскипания, размещенную в сепараторе, завихритель, выполненный в виде горизонтального диска с вертикальными лопастями, и циркуляционный насос, согласно изобретению вторая греющая камера размещена в нижней части сепаратора, завихритель расположен во второй греющей камере, а труба вскипания установлена на второй греющей камере и выполнена в виде концентрично размещенных друг противоположно направленных усеченных конических обечаек, наружная из которых расположена большим основанием вверх, при этом конец восходящей циркуляционной трубы расположен внутри обечаек и направлен соосно на завихритель, а лопасти завихрителя выполнены полыми. Кроме того, на конце восходящего циркуляционного трубопровода, обращенном ко второй греющей камере, установлена инжекционная насадка.

Размещение второй греющей камеры в нижней части сепаратора под трубой вскипания и подсоединение ее к восходящему циркуляционному трубопроводу позволяет уменьшить габариты аппарата, так как разделение твердой и жидкой фаз происходит непосредственно в сепараторе и не требует дополнительных устройств.

Благодаря установке во второй греющей камере завихрителя, полости которого выполнены полыми, происходит криволинейное обтекание раствором греющих элементов, вследствие чего прямолинейное движение потока раствора превращается в вихревое, что приводит к увеличению коэффициента теплопередачи и повышению эффективности упариваемого раствора.

Выполнение трубы вскипания в виде концентрично размещенных двух противоположно направленных усеченных конических обечаек, наружная из которых расположена большим основанием вверх, дает возможность увеличить поверхность вскипания, что приводит к уменьшению скорости выхода пара и, следовательно, уменьшается брызгоунос.

Благодаря установке на конце восходящего циркуляционного трубопровода инжекционной насадки происходит возврат менее упаренной части раствора во вторую греющую камеру, что обеспечивает возможность создания оптимального количества твердой и жидкой фаз и необходимых максимальных скоростей потока раствора в греющей камере, вследствие чего повышается эффективность упаривания и уменьшается брызгоунос.

На фиг. 1 изображен общий вид заявляемого выпарного аппарата для солесодержащих растворов; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Выпарной аппарат для солесодержащих растворов содержит сепаратор 1, нисходящий 2 и восходящий 3 циркуляционные трубопроводы упариваемого раствора, трубчатую вертикальную греющую камеру 4, расположенную на нисходящем циркуляционном трубопроводе 2, вторую греющую камеру 5, размещенную в нижней части сепаратора 1 и содержащую патрубки подвода пара 6 и отвода конденсата 7, трубу вскипания 8, циркуляционный насос 9, завихритель, выполненный в виде горизонтального диска 10 и полых вертикальных полостей 11 и установленный во второй греющей камере 5. Греющая камера 5 подсоединена к восходящему циркуляционному трубопроводу посредством инжекционной насадки 12.

Выпарной аппарат для солесодержащих растворов работает следующим образом.

Раствор с помощью циркуляционного насоса 9 циркулирует по замкнутому контуру, включающему нисходящий циркуляционный трубопровод 2, трубчатую вертикальную греющую камеру 4, расположенную на нисходящем циркуляционном трубопроводе 2, циркуляционный насос 9, восходящий циркуляционный трубопровод 3, инжекционную насадку 12, вторую греющую камеру 5, трубу вскипания 8 и сепаратор 1. При этом во второй греющей камере 5 раствор закручивается с помощью полых вертикальных лопастей 11, являющихся греющими элементами. Закрученный с большой скоростью раствор поступает в трубу вскипания 8, где происходит разделение потока раствора по фракциям за счет центробежного эффекта. Более упаренный раствор прижимается к наружной поверхности трубы вскипания 8 и перетекает в сепаратор 1, а менее упаренный раствор переливается через внутреннюю стенку трубы вскипания 8 и поступает в инжекционную насадку 12. Пар к второй греющей камере 5 подается через тангенциальный патрубок 6 и поднимается в полости вертикальных лопастей 11, являющихся греющими элементами и установленных на горизонтальном диске 10. Пар конденсируется на внутренних стенках вертикальных лопастей 11, а конденсат сливается в нижнюю часть второй греющей камеры 5 и отводится через патрубок 7.

Использование заявляемого выпарного аппарата обеспечивает повышение эффективности упаривания за счет превращения прямолинейного движения потока в вихревое, уменьшение брызгоуноса и габаритов аппарата, а следовательно, уменьшение металлоемкости.

Формула изобретения

1. ВЫПАРНОЙ АППАРАТ ДЛЯ СОЛЕСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, содержащий сепаратор, соединенные с ним нисходящий и восходящий циркуляционные трубопроводы упариваемого раствора, вертикальные греющие камеры, одна их которых выполнена трубчатой и расположена на нисходящем трубопроводе, трубу вскипания, размещенную в сепараторе, завихритель, выполненный в виде горизонтального диска с вертикальными лопастями, и циркуляционный насос, отличающийся тем, что вторая греющая камера размещена в нижней части сепаратора, завихритель расположен во второй греющей камере, а труба вскипания установлена на второй греющей камере и выполнена в виде концентрично размещенных двух противоположно направленных усеченных конических обечаек, наружная из которых расположена большим основанием вверх, при этом конец восходящей циркуляционной трубы расположен внутри обечаек и направлен соосно на завихритель, а лопасти завихрителя выполнены полыми.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что на конце восходящего циркуляционного трубопровода, обращенном к второй греющей камере, установлена инжекционная насадка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2