Устройство для проведения процессов теплообмена

 

О П И С А Н И Е 2Зу Щ

ИЗСтБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 11.XI I.1967 (№ 1202355/23-26) Кл, 12о, 1/01.с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 12.1!.1969. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 8Л II.1969

МПК В 01

УДК 66.045.1 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

В. А, Жуков, Л. С. Приходько и Л. Б. Сарапкин

Авторы изобретения

Харьковский научно-исследовательский химико-фармацевтический институт

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ

ТЕПЛООБМЕНА

Настоящее изобретение относится к ооласти химического машиностроения и, в частности, к устройствам для проведения процессов теплообмена, Известные устройства для проведения процессов теплообмена, состоящие из пенного пластинчатого конденсатора, соединенного с брызгоуловителем и посредством вентилятора с системой воздуховодов, не обеспечивают достаточно высокой производительности, утилизации тепла в устройстве, а также достаточно высокого качества перерабатываемого продукта.

Цель изобретения — повышение производительности устройства, утилизация тепла в устройстве и повышение качества перерабатываемого продукта.

Отличие предлагаемого устройства заключается в том, что конденсатор соединен прямым и обратным воздуховодами с теплообменником, на входе и выходе которо о помещены заслонки. В верхней части конденсатора помещен сетчатый брызгоуловитель, На чертеже схематически показано предлагаемое устройство.

Оно состоит из пенного пластинчатого конденсатора 1, внутри которого над решеткой 2 расположен блок теплообменных пластин 8 с входным штуцером 4 для пара, выходным 5 для конденсата и барботажными коллекторами 6. В корпусе конденсатора 1 имеется штуцер 7 для подачи воды, порог 8 уровня воды со штуцером 9 для стока охлаждающей .воды, окно 10 для входа воздуха и гофрирован5 ный сетчатый брызгоуловитель 11 с оином 12 для выхода горячсго влажного воздуха. Окно

12 брызгоуловителя 11 соединено воздуховодом 18, содержащим заслонку 14, с теплообменником 15, имеющим входной 16 и выходI0 ной 7 патрубки для воздуха и штуцер 18 для стока конденсата. Внутри теплообменника 15 расположен трехходовой змеевик 19 с выходным 20 и входным 21 штуцерами для охлаждающей воды. Теплообменник 15 связан воз15 духоводом 22, имеющим заслонку 23„с вентилятором 24, который крепится нагнетательным патрубко» 25 к окну 10 расположенного пол, решеткой 2 пенного пластинчатого конденсатора 1. Устройство включает также систему

20 трубопроводов подачи воды 26, 27 и 28.

Работает теплообменное устройство следующим образом.

Воздух вентилятором 24 через окно 10 нагнетается под решетку 2. Одновременно через

25 штуцер 7 на решетку 2 подается вода. При определенных соотношениях скорости воздуха, проходящего через решетку 2, воды на ней и высоты слоя воды, который создается порогом 8, на решетке 2 образуется слой под30 вижной пены. Пена движется вверх между

237105

65 пластинами 3 пенного пластинчатого конденсатора 1. Одновременно через штуцер 4 в пластины 8 подается пар, который, проходя через барботажные коллекторы б, барботирует в пластины 8 и конденсируется, отдавая свое тепло через стенку водяной пене. Образовавшийся конденсат выходит из пенного пластинчатого конденсатора 1 через штуцер 5. Участвующая в процессе теплообмена водяная пена, выходя за верхнюю часть пластин 3, разрушается с образованием большого количества горячего влажного воздуха с температурой 70 — 75 С, который в брызгоуловителе

11 отделяется от брызг и по воздуховоду 13 подается через входной патрубок 16 в теплообменник 15. В последнем горячий влажный воздух, проходя между тремя змеевиками 19, во внутрь которых подается охлаждающая вода по штуцеру 21 и отводится по штуцеру

20, охлаждается с конденсацией воды и через выходной патрубок 17 по воздуховоду 22 засасывается вентилятором 24, который далее по нагнетательному патрубку 25 подает охлажденный воздух опять под решетку 2 пенного пластинчатого конденсатора 1. Образовавшийся конденсат в результате теплообмена в трехходовом змеевиковом теплообменнике 15 отводится по штуцеру 18.

Запитка водой устройства осуществляется следующим образом.

Охлаждающая водопроводная вода подается в змеевик 19 теплообменника 15 по штуцеру

21, где в результате теплообмена с горячим влажным воздухом нагревается и выходит через штуцер 20.

Часть воды попадает по трубопроводу 27 на решетку 2 пенного пластинчатого конденсатора 1 через штуцер 7, где она нагревается в пене между пластинами 8 до температуры

75 — 80 С и, перетекая с порога 8 по штуцеру

9, подается частично по трубопроводу 29 на питание парогенератора, что позволяет снизить расход греющего пара парогенератора, а остальная горячая вода по трубопроводам

2б и 28 идет на цеховые нужды. При необходимости теплообменник 15 может выключаться из устройства одновременным открытием заслонок 14 и 23. Тогда воздух засасывается вентилятором 24 через патрубок с заслонкой

28, проходит через пенный пластинчатый конденсатор 1 и выбрасывается через патрубок с заслонкой 14 .в атмосферу, минуя теплообменник 15. При частично открытых заслонках 14 и 23 трехходовой змеевиковый теплообменник 15 работает не на полную мощность.

Устройство испытывалось в процессах для получения дистиллированной воды, При этом пар в пластины пенного пластинчатого конденсатора подавался из парогенератора, который запптывался горячей водой, уходящей с решетки пенного конденсатора, Испытания устройства с площадью теплообмена конденсатора 1 л показали, что оно имеет высокую производительность дистиллированной воды с двух ступеней, т. е. за счет подключения трех5

50 ходового змеевиков ого теплообмен ника производительность значительно увеличилась.

Другим достоинством предлагаемого устройства является получение дистиллированной воды хорошего качества из трехходового змеевпкового теплообменника. Это достигается улавливанием брызг в брызгоуловителе, а также герметичным циклованием пенного конденсатора и трехходового змеевикового теплообменника. При этом воздух извне в систему не попадает, а воздух системы регулярно очищается, проходя через пену пенного пластинчатого конденсатора. Все это обеспечивает хорошее качество дистиллированной воды.

Достоинством предлагаемого теплообменного устройства является утилизация тепла, которая осуществляется по следующим направлениям. Во-первых, если раньше при работе пенного пластинчатого аппарата тепло горячего влажного воздуха выбрасывалось в атмосферу, то в предлагаемом устройстве тепло горячего влажного воздуха утилизируется в трехходовом змеевиковом теплообменнике с образованием дополнительного количества дистиллированной воды, В этом случае расход греющего пара в парогенераторе на 1 кг дистиллированной воды равен 0,6 — 0,7 кг, тогда как в пенном пластинчатом аппарате — более

1 кг. Во-вторых, условия работы предлагаемого теплообменного устройства позволяют получить охлаждающую воду с высокой степенью нагрева (до 80 С) вне зависимости от жесткости воды, и тепло ее может эффективно использоваться для технологических нужд.

Кроме того, горячую воду можно использовать также для питания парогенератора.

Описанное устройство позволяет регулировать количество горячей воды от 0,2 до 10 кг на 1 кг дистиллированной воды. Переход от одного режима работы к другому сводится к установке в соответствующие положения заслонок и изменению количества воды, поступающей на установку. Достоинством устройства являются небольшие габариты и удобство в обслуживании, которое сводится только к чистке пенного пластинчатого конденсатора от накипи в грязевом люке. Трехходовой змеевиковый теплообменник в чистке не нуждается.

Предмет изобретения

1. Устройство для проведения процессов теплообмена, содержащее пенный пластинчатый конденсатор, соединенный с брызгоуловителем и посредством вентилятора с системой воздуховодов, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности устройства и утилизации тепла, конденсатор снабжен теплообменником, соединенным прямым и обратным воздуховодами с входом и выходом конденсатора.

2. Устройство по п. 1, отличаюи веся тем, что, с целью повышения качества перерабатываемого продукта, в верхней части конденсатора помещен сетчатый брызгоуловитель.

237105

Составитель JI. А. Мовчан

Ред,".ктор П. А. Вербова Текред Л. Я. Левина Корректор О. И. Попова

Заказ 1318, 3 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам пзобретешш и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д, 4

Типография, пр. Сапунова, 2