Теплообменный аппарат кипящего слоя

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и)962211 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 050479 (21) 2751119/23-26 з

С 02 F 1/10

F 28 С 3/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.09.82. Бюллетень ¹ 36

1$3) УДК 628.165 (088. 8) Дата опубликования -описания 300982 с

B.C. Майсоценко, А.Б, Цимерман и М.Г. ЗекСер

1 -;;-

1

1 (72) Авторы изобретения

i !

Ъ

3 (71) Заявитель (54) . ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ КИПЯЩЕГО СЛОЯ

Изобретение относится к опресне- нию воды и может быть использовано для производства пресной воды из морских или соленых континентальных вод.

Известно устройство для опреснения воды, содержащее нагревательную камеру с насадкой, конденсатор, конденсационную камеру, примыкающую к нагревательной камере и обеспечивающую подогрев насадки, устройство для ввода раствора и теплоносителя (1).

Недостатком этого устройства является то, что для его работы требуются значительные энергетические затраты, идущие на нагреватель для предварительного нагрева раствора, и на работу компрессора.

Известен аппарат со взвешенным слоем насадки, разделенный перегородкой на две камеры,.между которыми имеется средство для перемещения насадки (2 3 °

Недостатками этого устройства являются большие энергетические затраты, связанные с процессом выпаривания. воды иэ раствора и дальнейшим процессом конденсации в охлаждающем устройстве.

Цель изобретения — повышение про изводительности аппарата при обработке растворов солей за счет поддержания психрометрической разности температур.

Указанная цель достигается тем, что теплообменньтй аппарат кипящего слоя, содержащий камеры нагревания и охлаждения, заполненные инертной насадкой, устройство для перемещения насадки между камерами и замкнутый воздуховод, соединяющий обе камеры, снабжен распределителем раствора, установленным в камере нагревания, и конденсатором, установленным между камерами, при этом воэдуховод подключен одним концом к камере охлаждения, а другим — к днищу камеры нагревания.

На фиг 1 изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг.

2 — разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 « вид сверху на фиг. 2.

Теплообменный аппарат кипящего слоя содержит камеры нагревания 1 .и охлаждения 2, заполненные насадкой 3, распределительные решетки 4 и 5, перегородку 6 с отверстием 7 для перемещения насадки между камерами 1 и 2, распределитель раствора

962211 в виде перфорированной трубы В, установленный в камере нагревания, патрубок 9 для подвода воздуха, патрубок 10 для отвода воздуха, воздухс вод 11, соединяющий верхнюю часть камеры охлаждения с днищем камеры нагревания, конденсатор 12, снабженный пластинами 13 с прямоугольными выступами 14, выполняющими функцию каплеуловителя, теплообменные пластины 13 делят конденсатор на каналы

15 для прохода вспомогательного потока воздуха и каналы 16 для прохода основного потока воздуха, которые связаны с патрубками 10 и 17.

Каналы 15 со стороны камеры 2 охлаждения и каналы 16 со стороны камеры 1 нагревателя заглушены при помощи прокладок.

Предлагаемое устройство для опреснения воды работаеT следующим образом

Вару>кный воздух (общий поток) через па!:рубок 9 и распределительную решетку 4 поступает в камеру 2 охлаждения, где происходит контакт между общим потоком воздуха и подви>кной насадкой 3, выполненной в виде насыпного слоя. В результате этого теплообмена насыпной слой становится кипящим, а общий поток воз— духа охлаждается без изменения влагосодер>кания. Далее, пройдя распре— делительпуи решетку 5, общий поток воздуха разделяется на два потока основной и вспомогательный.

Основной поток воздуха поступает в каналы 6 конденсатора 12, а вспомогательный поток воздуха, пройдя воздуховод 11 и распределительную решетку 4, поступает в камеру 1.

Здесь, в результате контакта вспомогательного потока воздуха с подвижной насадкой 3 в виде насыпного слоя последний становится кипящим насыпным слоем, который в камере нагревания предварительно смачивают рассолом из перфорированной трубы 8.

В камере 1 при контакте вспомогательного потока воздуха с подвижной насадкой 3 происходит тепло- и массообмен, в результате которого за счет психрометрической разности температур вода из смоченного рассолом насыпного слоя насадки испаряется во вспомогательный поток воздуха, а насадка в свою очередь охлаждается до температуры мокрого термометра вспомогательного потока воздуха, поступающего в камеру 1. Охлажденная насадка 3 через отверстие 7 стенки

6 перемещается, например, при помощи различных переточных устройств из камеры 1 в камеру 2.

В камере 2 охлаждения подвижная насадка 3 за счет теплообмена с общим потоком воздуха нагревается и перемещается опять в камеру 1 nагре50

Здесь вспомогательный поток воздуха предварительно освобождается от капель рассола в прямоугольном выступе 14 теплообменных пластин 13, выполняющих функции каплеуловителя.

Каплеулавливание происходит за счет многократного изменения направления движения вспомогательного потока воздуха, омывающего поверхность теплообменных пластин 13.

Таким образом в конденсаторе 12 происходит поверхностный теплообмен между охлажденным основным потоком воздуха, проходящим через каналы 16 и близким к насыщению вспомогательным потоком воздуха, проходящим через каналы 15. A так как температура

45 вания, а общий поток вбздуха за счет контактного теплообмена с подвижной насадкой 3 приобретает температуру последней, т.е. охлаждается до температуры мокрого термометра вспомогательного потока воздуха, поступающе го в камеру 1.

Таким образом, теперь на выходе из камеры 2 охлаждения, при делении общего потока воздуха на основной и вспомогательный, оба последних имеют температуру более низкую, чем температуру наружного воздуха. Л так как предварительно охлажденный вспомогательный поток воздуха вновь поступает в камеру 1 нагревания, где он контактирует со смоченной рассолом подвижной насадкой 3 в виде кипящего насыпного слоя, то последний теперь охлаждается до температуры мокрого термометра, предварительно охлажденного вспомогательного потока. В свою очередь более холодная подвижная насадка 3 охлаждает общий поток воздуха в охладительной камере 2 на большую величину, а, следовательно, опять понижается температура мокрого термометра вспомогательного потока воздуха, поступающего в нагревательную камеру и соответственно температура подвижной насадки 3 в этой камере и т.д. Пределом охлаждения общего потока воздуха является температура точки росы наружного воздуха.

Таким образом, тепло от общего потока воздуха из камеры 2 охлаждения переносится подвижной насадкой

3 в камеру 2 нагревания, откуда оно уносится вспомогательным потоком воздуха, который здесь нагревается до температуры, близкой к температуре наружного воздуха, и увлажняется до величины относительной влажности, близкой к 100Ъ.

Вспомогательный поток воздуха, насыщенный влагой, пройдя камеру 1 нагревания, через распределительную решетку 5 поступает в каналы 15 конденсатора 12.

962211 охлажденного основного потока воздуха всегда ниже температуры точки росы вспомогательного потока воздуха, то из последнего в каналах 15 начинает конденсироваться влага (пресная вода), которую направляют потребителю, а основной и вспомогательный потоки воздуха через патрубки

10 и 17 выбрасываются в атмосферу.

Таким образом, по сравнению с известным устройством для опреснения воды, в предлагаемом, устройстве представляется возможным значительно снизить энергетические затраты, уменьшить вес, габариты и стоимость устройства за счет природной психрометрической разности температур и за счет интенсификации процессов тепло- и массопереноса при использо вании перемещаюцегося насыпного слоя., Так, для получения 0,51 кг пресной воды в предлагаемом устройстве необходимо затратить 50 Вт энергии, в ,то время как в известном устройстве для получения 0,51 кг пресной воды необходимо затратить в 7 раз больше энергии, а с учетом энергетических затрат на конденсацию в предлагае.мом устройстве энергозатраты уменьшаются в 8-10 раз. Такое снижение энергозатрат при предельном количест.ве пресной воды на выходе является фяойюй существенным преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известными.

Формула изобретения

Теплообменный аппарат кипящего слоя, содержащий камеры нагревания

10 и охлаждения, заполненные инертной насадкой, устройство для перемецения насадки между камерами и замкнутый воздуховод, соединяюций обе камеры, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения его произво15 дительности при обработке растворов солей за счет поддержания психрометрической разности температур, он снабжен распределителем раствора, установленным в камере нагревания, и конденсатором, установленным между камерами, при этом воздуховод подключен одним концом к камере охлаждения, а другим — к днищу камеры нагревания.

25 Источники информации, принятые во вниман е при экспертизе

1. Патент CIIIA Р 3822192, кл. 203-49, 1974.

2. Романков П.Г. и Рашковская Б.С.

Сушка во взвешенном состоянии. Л., "Химия", 1968, с. 92, рис. 11-24.

962211

6 ип3нпй шеяныц

Составитель Е. Сотникова

Техред M.Íàäü Корректор F.Ðåøåòíèê

Редактор A. Власенко

Заказ 7375/32 Тираж 981

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )(-35, Рауыская наб, д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4