Аппарат для испарения растворов и пульп

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИС

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< 764694

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ает. сеид-ву (22) Заявлено120678 (21) 2625702/23-2б (5 ) М с присоединением заявки №

В 01 D 1/00

В 01 D 3/Об

F 22 В 3/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано230980. Бюллетень ¹ 35 (53) УДКб6 . а 48 .. .541 (088. 8) Дата опубликования описания230980 (72) Авторы изобретения

В.Ф.Модин, A.Í.Ñàëüíèêîâ, В.К.Гончаров и Г.В.Токарев

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности

I (71) Заявитель (54) »Т У я испАРения мствоРоВ

И ПУЛЬП

Настоящее изобретение относится к аппаратам для концентрирования растворов путем мгновенного испарения, применяемым в теплотехнике, для опреснения воды в производстве химических продуктов, например, для обработки алюминантных растворов, Известен аппарат для мгновенного испарения жидкостей (1), в котором сопло переменного сечения, соединено с сепаратором в форме тела вращения.

Работа аппарата основана на циклонном принципе сепарации паровой и жидкой фаэ, образовавшихся после самоиспарения жидкости в сопле пере- i5 менного сечения. Струя паро-жидкостной смеси из сужающегося, а затем расширяющегося сопла направляется под небольшим углом на внутреннюю поверхность тела вращения, где ва- 20 кручивается, при этом жидкость отводится через тангенциальный патру.бок, а паровая фаза выходит по оси тела вращения.

Недостатки соплового самоиспаре- 25 ния известны и связаны с большими скоростями и градиентами скоростей при сопловом источнике парожидкостной смеси. Высокая турбулентность струи приводит к диспергированию капель 30

2 жидкости в паровой фазе и получению микрокапель, отделение которых от паровой фазы затруднено. Поэтому пар и конденсат будут загрязняться щелочью и другими компонентами алюминатных растворов и пульп.

Известен аппарат для !испарения жидкостей, содержащий корпус, разделенный перегородкой с центральным отверстием на входную и выходную камеры, тангенциальные патрубки для подвода и отвода жидкости и патрубок для отвода пара (2).

В аппарате для получения пара при самоиспарении поток жидкости закручивают с последующим уменьшением радиуса закрутки. Во время движения жидкости к отверстию в перегородке радиус закрутки уменьшается, скорость закрученной струи увеличивается, и давление жидкости становится меньше давления насыщения при данной температуре . Жидкость вскипает, пузырьки пара под действием архимедовой силы собираются в центре и выводятся через отверстие в перегородке и далеечерез паровое отверстие в стенке. барабана. Жидкость переливается(через отверстие в перегородке в выходную камеру, радиус вращения увеличивается, 764694 давление повышается, а кипение пре- кращается. Образовавшиеся при кипении капли жидкости центробежными силами отбрасываются из паровой струи вновь на зеркало жидкости. Нз выходной камеры жидкость отводится по тангенциальному каналу.

5 Недостатки этого аппарата состоят в следующему зеркало жидкости во . входной камере загружено неравномерноу на самоиспарение работает только зо- tO на вблизи отверстия; интенсивное кипение вблизи отверстия служит причиной брызгообраэования и повышенно= го брызгоуноса.

Таким образом, величина зеркала парообраэования составляет llo высоте аппарата менее половины общей поверхности жидкости. Выходная камера аппарата, размеры которой определяются выходным патрубком жидкости, для самоиспарения не используется. При переливе жидкости через край перегородки в выходную камеру жидкость отбрасывается центробежной силой на стенки выходной камеры, что приводит к вторичному брызгообразованию н яв- 25 лениям кавитационного износа стенок камеры.

Цель изобретения — повышение эффективности:работы аппарата за счет увеличения зоны испарения и умень- 30 шения брыэгоуноса.

Это достигается тем, что перегородка, разделяющая аппарат на входную и выходную камеры, выполнена в виде двух усеченных конусов, сопряженных меньшими основаниями.

Кроме того, выходная камера снабжена направляющим элементом в виде усеченного конуса, установленного над перегородкой ° Такое выполнение перегородки позволит увеличить поверхность4 зеркала самоиспарения и снизить удельную нагрузку на единицу поверхности эа счет плавного увеличения скорости вращения по мере уменьшения диаметра вращения жидкости в конусной перего- 45 родке. Наличие второго усеченного конуса, направленного основанием в сторону выходной камеры, обеспечивает плавный слив самоиспаренного раствора беэ ударов о стенки и вторичного 50 брыз гообраэ ования .

Дополнительный усеченный конус в выходной камере позволяет монтировать несколько.апйаратов в батарею, при этом патрубок для отвода пара устанавливают в верхней части аппарата на его боковой поверхности.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез;на фиг.2вариант выполнения аппарата.

Аппарат содержит корпус 1, пере- 60 городку 2, с отверстием 3, выполненную в виде двух усеченных конусов и разделяющую корпус на входную камеру4 с тангенциальным патрубком 5 для ввода раствора, выходную камеру 6 с патруб- g5

Ком 7 для вывода раствора и патрубков

8 для отвода пара.

В случае монтажа аппарата в батарею он снабжен дополнительным усеченным конусом 9 (фиг. 2).

При работе аппарата горячий раствор (пульпа, конденсат) по тангенциальному входному патрубку 5 подают во входную камеру 4, в которой происходит закрутка раствора. По мере продвижения раствора к отверстию 3 вдоль по сужающимся стенкам конусной перегородки 2 диаметр вращения линейно yMeHblaaeTcH соответственно этому возрастает скорость вращения.

Давление раствора постепенно падает, раствор кипит и охлаждается. Пузырьки пара поднимаются к поверхности раздела фаэ, диаметр которой определяется условиями перелива через отверстие 3 в перегородке. Конусная форма перегородки обеспечивает максимальную высоту зоны кипения и более равномерную ее нагрузку. охлажденный раствор по второму конусу перегородки 2 плавно, беэ ударов н брызгообразования сливается в выходную камеру 6 и отводится через патрубок 7 ° Пар отводится через паро- вой патрубок 8.

Наличие дополнительного конуса 9 позволяет разместить выходной патоубок раствора 7 в нижней части вымодной камеры 6, а в верхней ее части на боковой поверхности установить паровой патрубок 8, что освобождает торцовую поверхность и позволяет испольэовать ее для компановки àïïàратов в батарею колонного типа.

Таким образом, предлагаемая конструкция более эффективна в работе на щелочных алюминантных растворах, предъявляющих жесткие требования к брызгоуносу.

Аппарат прост в изготовлении и эксплуатации, легко компануется в батарею, занимающую минимальное количество производственной площади.

Формула изобретения

1. Аппарат для испарения растворов и пульп, содержащий корпус, разделенный перегородкой с центральным отверстием на входную и выходную камеры, патрубки для подвода жидкости и отвода жидкости и пара, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет увеличения зоны испарения и уменьшения брыэгоуноса, перегородка выпо.анена в виде двух усеченных конусов, сопряженных меньшими основаниями °

2. Аппарат по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что выходная камера снабжена направляющим элейентом в виде усеченного конуса, установленного над перегородкой, а патрубок

764694 фаз.1

ВНИИПИ Заказ 6382/5 Тираж 809 Подписное ф Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 отвода пара, равмецен иа боковой поЬеркности аппарата.

Источники инФормации,,принятые во внимание при экспертиве

1. Патент США М 3446189, кл. 122 — 40, 196 9

2.:, Автсрское свидетельство СССР

9 419687, кл. F 22 В 3/04 1972 °