Аппарат погружного горения для выпаривания растворов минеральных солей

Изобретение относится к аппаратам погружного горения, основное назначение которых - выпарка различных растворов минеральных солей. В ряде случаев аппараты погружного горения применяются для других целей: подогрева и охлаждения, декарбонизации и т.п. процессов, и могут быть использованы в химической, горнорудной, пищевой и других отраслях промышленности. Аппарат погружного горения состоит из корпуса и погружной горелки, в которой за счет сжигания природного газа происходит непосредственный контакт дымовых газов с раствором. Для исключения перегрева корпуса горелки выходящими дымовыми газами и интенсификации процесса выпаривания на выходе из сопла устанавливается стабилизатор в виде усеченного конуса, основание которого имеет кольцо-юбку и вертикально расположенные ребра, распределяющие поток теплоносителя к отверстиям в кольце-юбке и нижней части конуса, площадь живого сечения которых равна площади выходного сечения сопла горелки, а зона барботажа располагается равноудаленной от корпуса горелки и стенок аппарата. Технический результат - исключение перегрева корпуса горелки выходящими дымовыми газами, интенсификация межфазового теплообмена и увеличение межостановочного режима работы аппарата погружного горения. 2 ил.

 

Изобретение относится к аппаратам погружного горения, основное назначение которых - выпарка различных растворов солей и других веществ.

В ряде случаев аппараты погружного горения применяются для других целей: подогрева и охлаждения, декарбонизации, и могут быть использованы в химической, горнорудной, пищевой и других отраслях промышленности.

По принципу действия аппараты погружного горения (АПГ) характеризуются барботажными процессами, протекающими между продуктами сгорания и растворами.

Продукты сгорания получаются при сжигании газообразного или жидкого топлива в погружной горелке, расположенной так, чтобы открытое сопло было помещено на некоторую глубину в раствор. Благодаря этому происходит непосредственный контакт дымовых газов (теплоносителя) с раствором, который нагревается до температуры испарения и полного насыщения его парами воды. Эффективность процесса обеспечивается тем, что продукты сгорания, барботируя в жидкости, разбиваются на газовые пузырьки, образующие при всплывании большую межфазную поверхность тепло- и массообмена.

Важное достоинство таких аппаратов - отсутствие поверхностей теплообмена. Недостатки - большой расход топлива, невозможность использования вторичного пара в качестве теплоносителя (удаляется в смеси с газами), загрязнение атмосферы топочными газами и продуктами уноса раствора паром.

Основным элементом аппаратов погружного горения являются горелки, в которых сжигается газовоздушная смесь. Конструктивно такие горелки делятся на три типа: туннельные, циклонные и диафрагмовые.

Известен аппарат с погружной горелкой и барботажной решеткой, расположенной на выходе продуктов сгорания, разработанный ВНИИГалургии для выпаривания минеральных солей (Исламов М.Ш. Печи химической промышленности. Изд. 2-е), «Химия», Ленинградское отд. 1975. - 432 с. (с. 366-368).

Наиболее близким к предложенному изобретению является аппарат с погружной горелкой, расположенной в циркуляционной трубе, разработанный УкрНИИхиммашем для выпаривания растворов серной кислоты и для промышленных сточных вод. (Алабовский А.Н., Удыма П.Г. Аппараты погружного горения. - Москва: Издательство МЭИ, 1994. - 256 с. (с. 124-126).

Недостатком такой конструкции аппарата с погружной горелкой является наличие циркуляционной насадки, которая ограничивает площадь и объем теплообмена для контакта теплоносителя с раствором. При выходе продуктов сгорания из сопла горелки происходит диспергация потока с образованием пузырьков, которые, всплывая в жидкости, увлекают ее по кольцевому пространству и выносят в центральную часть аппарата. В результате эрлифтования жидкости в нижней части циркуляционной трубы происходит всасывание жидкости. Таким образом, вследствие разности гидростатических давлений в аппарате и внутри циркуляционной трубы имеет место интенсивная циркуляция жидкости.

При соприкосновении дымовых газов с жидкостью начинается процесс интенсивного испарения. При этом газы, уходящие из аппарата, обладают высоким влагосодержанием. При выходе дымовых газов из сопла горелки в ограниченную циркуляционной трубой область образуются так называемые газовые свищи, которые омывают как поверхность сопла, так и горелки в целом. В результате происходит перегрев и выгорание материала в зоне контакта высокотемпературных дымовых газов с корпусом горелки и воздухоохлаждающей рубашкой, что приводит к преждевременному выходу ее из строя. Кроме того, свищи вызывают волнообразование и вибрацию аппарата, что приводит к разрушению узлов аппарата.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей заявленного устройства.

Поставленная задача решается за счет того, что в аппарате погружного горения для выпаривания растворов минеральных солей, состоящего из корпуса и погружной горелки, в которой за счет сжигания природного газа происходит непосредственный контакт дымовых газов с раствором, согласно изобретению на выходе из сопла установлен стабилизатор в виде усеченного конуса, основание которого имеет кольцо-юбку и вертикально расположенные на внутренней части конуса ребра-направляющие, распределяющие поток теплоносителя к отверстиям в кольце-юбке и в нижней части конуса, при этом суммарная площадь сечения отверстий равна площади выходного сечения сопла горелки, а зона барботажа расположена равноудаленной от корпуса горелки и стенок аппарата.

Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента полезного действия аппарата и исключение перегрева корпуса горелки выходящими дымовыми газами.

На фигуре 1 изображен аппарат с погружной горелкой, известной из уровня техники.

На фигуре 2 изображена конструкция заявленного аппарата с погружной горелкой.

На выходе дымовых газов из сопла горелки устанавливается стабилизатор в виде усеченного конуса 1 с отверстием в верхней его части, диаметр которого равен диаметру сопла горелки. Основание конуса имеет кольцо-юбку 2, в котором имеются отверстия для выхода теплоносителя. Внутренняя часть конуса имеет вертикально расположенные ребра-направляющие 3, распределяющие поток теплоносителя к отверстиям в кольце-юбке и в нижней части конуса. Суммарная площадь сечения отверстий равна площади выходного сечения сопла горелки. Отверстия в конусе и юбке конуса расположены таким образом, чтобы отработанные газы - теплоноситель, барботируя в жидкость, не касались стенок горелки и корпуса аппарата, т.е. в середине зоны между горелкой и корпусом аппарата, а зона барботажа располагается равноудаленной от корпуса горелки и стенок аппарата.

Струи и пузырьки теплоносителя, поднимаясь вверх, выпаривают раствор и одновременно создают, подобно эрлифту, рециркуляцию раствора. Нисходящий поток раствора охлаждает стенки горелки и наружную поверхность конуса стабилизатора. Ребра стабилизатора направляют теплоноситель к барботажным отверстиям в основании конуса и в кольце-юбке.

В результате создаются условия для повышения коэффициента полезного действия аппарата и исключения перегрева корпуса горелки и выгорания материала в зоне контакта высокотемпературных дымовых газов с корпусом горелки и воздухоохлаждающей рубашкой. Кроме того, существенно уменьшается вибрация аппарата.

Источники информации

1. Исламов М.Ш. Печи химической промышленности. Из-во 2-е, Химия, Ленинградское отд., 1975, -432 с., 366-368.

2. Алабовский А.Н. Аппараты погружного горения. Москва. Изд-во МЭИ, 1994, -256 с.(124-126).

Аппарат погружного горения для выпаривания растворов минеральных солей, состоящий из корпуса и погружной горелки, в которой за счет сжигания природного газа происходит непосредственный контакт дымовых газов с раствором, отличающийся тем, что на выходе из сопла установлен стабилизатор в виде усеченного конуса, основание которого имеет кольцо-юбку и вертикально расположенные на внутренней части конуса ребра-направляющие, распределяющие поток теплоносителя к отверстиям в кольце-юбке и в нижней части конуса, при этом суммарная площадь живого сечения отверстий равна площади выходного сечения сопла горелки, а зона барботажа равноудалена от корпуса горелки и стенок аппарата.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к установке получения олефиновых или изоолефиновых С3-С5 углеводородов дегидрированием парафиновых или изопарафиновых С3-С5 углеводородов.

Изобретение относится к технологии производства полиолефинов, в частности, предложенная технология относится к режимам работы при полимеризации полиолефинов. Способ производства полиолефина включает соединение в реакторе жидкофазной полимеризации катализатора с разбавительной смесью, содержащей разбавитель и олефиновый мономер.

Изобретение относится к аппарату для обработки зернистого материала жидкостью под давлением и может быть использовано для десорбции различных компонентов из адсорбентов, например из активированного угля в технологических процессах извлечения благородных металлов.

Изобретение относится к способу эксплуатации системы шлюзов сыпучего материала, которые используют для загрузки под избыточным давлением технологического устройства, содержащего технологический газ, причем во время сброса давления в шлюзах газ и энергию давления частично сохраняют посредством компенсации давления с одним или несколькими напорными резервуарами и вновь используют во время нагнетания давления.

Изобретение относится к области конструкций массообменных аппаратов для газожидкостных систем, применяемых в химической, горнорудной, микробиологической промышленностях и других отраслях, и может быть использовано для биологической очистки природных, сточных и промышленных вод, газификации питьевых вод, флотации различных пульп посредством аэрации жидких сред различными газами.

Изобретение относится к способу получения полимера с использованием устройства блокировки. Устройство блокировки представляет собой инструментальную систему, которая сконструирована для действия в ответ на условия, указывающие на потенциальную опасную ситуацию или последовательность, и предназначено для применения в способе получения полимера, который включает стадии: полимеризацию мономера и необязательно сомономера в реакторе с получением полимера, необязательно в присутствии инертного углеводорода, и выгрузку полученного полимера из реактора, при этом блокировка основана на температуре в реакторе и включает стадии: измерение температуры в реакторе и сравнении измеренной температуры с пороговым значением температуры, которое находится ниже обычного интервала температуры в реакторе, ожидаемого для получения соответствующего полимера, при этом выгрузку допускают, если измеренная температура выше, чем пороговое значение, и предотвращают, если измеренная температура ниже, чем пороговое значение.

Настоящее изобретение относится к способу получения монофиламентного волокна или капель полимера, образованных из полилактона, полученного полимеризацией L-лактида, D-лактида, D,L-лактида, мезо-лактида, гликолида, ε-капролактона, триметилен карбоната или их смесей, которую проводят в реакторе периодического действия, снабженном по крайней мере одним перемешивающим элементом и поршнем с приводом для извлечения продукта реакции через минимум одну фильеру, включающему следующие стадии: а) приготовление реакционной смеси, содержащей L-лактид, D-лактид, D,L-лактид, мезо-лактид, гликолид, ε-капролактон, триметилен карбонат или их смесь, катализатор и опционально регулятор молекулярной массы и другие добавки, б) загрузка реакционной смеси в реактор в сухом или расплавленном виде, после которой рабочий объем реактора герметично закрывается поршнем, в) проведение полимеризации в нагретом выше температуры плавления мономера реакторе при перемешивании, причем перемешивающие элементы могут опускаться и подниматься на различную высоту независимо от поршня, г) извлечение продукта реакции из реактора посредством выдавливания расплава полилактона через минимум одну фильеру с получением монофиламентного волокна или капель полимера.

Изобретение относится к области очистки воды, в частности, к устройствам для очистки от взвешенных и коллоидных примесей, а также растворенных устойчивых органических соединений.

Изобретение относится к реактору вертикально-наборной конструкции. Реактор включает компонент реактора, такой как вентилятор, установленный на центральном стержне в камере реактора, содержащий радиальные каналы для направления потока флюида при его прохождении сквозь реактор, эффективно направляющие флюид в радиальном направлении для контакта со стенкой камеры реактора, и компонент реактора, такой как вентилятор, имеющий верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и поверхность внешнего диаметра, так что радиальные каналы заканчиваются у поверхности внешнего диаметра вентилятора, образуя отверстия флюидных каналов, обращенные к реакторной камере.

Изобретение относится к способу и системе для выделения углеводородов, содержащихся в отходящем потоке процесса полимеризации. Способ включает снижение давления потока этилена от давления не менее 3,4 МПа до давления не более 1,4 МПа, охлаждение отходящего газа, включающего мономер, путем теплообмена с потоком этилена пониженного давления с получением первого конденсата, включающего часть мономера, захваченного первым легким газом, выделение первого конденсата и первого легкого газа, отделение первого конденсата от первого легкого газа, компримирование потока этилена пониженного давления до давления не менее 2,4 МПа и пропускание компримированного потока этилена в реактор полимеризации.

Изобретение относится к способу селективного удаления газообразных продуктов реакции из газообразной системы, включающей реагенты и продукты, при проведении химических реакций, таких как синтез аммиака, метанола и т.д., и реакторам для проведения способа. Способ заключается в том, что газообразную систему впускают в первую среду, которая отделена от второй среды граничной стенкой, сформированной проницаемой мембраной, генерируют пространственно неоднородное электрическое поле между первым электродом или первой группой электродов, расположенных в первой среде, и вторым электродом или второй группой электродов, расположенных во второй среде, так что линии этого неоднородного электрического поля пересекают мембрану, и диэлектрофоретическая сила, генерируемая на частицах газообразного продукта, является движущей силой проницания через мембрану, селективно удаляют продукт из первой среды и собирают во второй среде. При этом частицы продукта имеют постоянный электрический дипольный момент, который больше, чем электрический дипольный момент частиц других компонентов газообразной системы или частиц продукта, поляризуемость которых больше, чем поляризуемость частиц других компонентов газообразной системы, так что электрический дипольный момент, наведенный на частицы продукта неоднородным электрическим полем, больше, чем электрический дипольный момент, наведенный тем же полем на другие компоненты системы. Изобретение обеспечивает эффективное извлечение газообразных компонентов из газообразной системы при проведении химических реакций и снижение энергопотребления. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил., 4 табл., 1 пр.
Наверх