Выпарной электродный аппарат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик нн967497 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 28. 07. 80 (21) 2964970/23-26: (S1) M. КП. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

В 01 0 1/10

Н 05 В 3/60

F 22 В 1/30 ! (531 УДК66. 048. 541 (088.8) Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2310.82. Бюллетень №39

Дата опубликования описания23. 10.82 (72) Авторы изобретен и я

A.A ..Кочурков, Н.И.Гончарук,:,В.П.Павлов и С.И.Пашинцев

1 (7t) Заявитель (54) ВЫПАРНОЙ ЭЛЕКТРОДНЫЙ АППАРАТ, Изобретение относится к выпарной технике и может быть использовано для выпаривания электропроводных жидкостей, особенно жидкостей, склонных к отложению солей, например при упаривании алюминатно-щелочных растворов в глиноземном производстве.

Известны электродные выпарные аппараты, состоящие из камеры кипения с размещенными в ней электродами и пароотделительного устройства, расположенного над камерой кипения и соединенного с камерой кипения циркуляционными трубами. В таких аппаратах при протекании переменного электрического тока в жидкости выделяется тепло (джоулево тепло )„ приводящее к ее закипанию М выпари ванию. Электродные аппараты обладают. мальми.габаритамн и простотой конструкции (17 и (27.

Однако укаэанные аппараты не могут быть использованы для выпаривания электролитов, обладающих очень высокой электропроводностью, так как расстояние между электродами слишком мало и произойдет короткое замыкание. В этих аппаратах принци- . пиально не решен вопрос о ликвидации

;парообразования на йоверхности элект

1 родов, которое способствует их быстрому разрушению и загрязнению жид- . кости продуктами разрушения электродов.,Выделение джоулева тепла в таких аппаратах происходит непосредственно в межэлектродном пространстве, в том числе и у поверхности са мих электродов. Энергия образования

10 пузыря. на поверхности электродов

; всегда меньше, чем энергия образо, вания его в объеме жидкости, поэтому исключить закипание жидкости на электродах в таких аппаратах не уда" ется.

15- Известен акже выпарной электродный аппарат, содержащий электродные камеры, соединенные с камерой кипения, установленный над ними сепаратор, циркуляционные трубы, соединяющие сепаратор с электродными камерами. Известный аппарат более приспособлен к выпариванию высокоэлектрояроводных жидкостей. Электрическое сопротивление аппарата, обусловленное сечением камеры кипения и расстоянием между электродами, позволяет, используя высокое напряжение при незначительной силе тока, получасть нробходимое количество теплоЗм вой энергии, выделяемой,в жидкости, 967497

Наличие электродных камер, обладающих большим сечением, снижает вероятность закипания жидкости на .поверхности электродов, что н снов очередь, приводит к снижению ско,рости разрушения электродов и за- . 5 грязнению жидкости продуктами разрушения (31.

Однако кипение жидкости н йзвестном аппарате происходит в незначи. тельной по объему камере кипения, рас-10 положенной горизонтально, из-за чего эвакуация пара из камеры кипения существенно затруднена. Нри значитель ных тепловых нагрузках в камере кипения образуются паровые пробки, раз- 35 рывающие электричЕскую цепь и приво- . дящие к искрению электродов и образованию гремучей смеси от разложения воды. Горизонтальное расположение камеры кипения существенно сйижает скорость циркуляции раствора, а также не исключает нскипание жидкости на поверхности электродов, являющейся центром пузыреобразования. Кроме кавитационного разрушения поверхности 25 электродов образующимися пузырьками пара, происходит смывание гидроокисных пленок с поверхности электродов струей циркулирующей жидкости и заг- рязнение последней продуктами разрушения. Кроме того, незначительные отклонения оси аппарата от горизонтали приводят к неравномерности цирку.ляции жидкости и работы электродов.

Все это снижает допустимую тепловую нагрузку на аппарат и ограничивает его производительность.

Целью изобретения является повыше-, ние производительности и надежности работы аппарата путем стабилизации гидродинамического режима кипения и 40 снижения скорости разрушения электро. дон.

Указанная цель достигается тем, что в аппарате, содержащем камеру кипения, электродные камеры, соединен- 45 ные с камерой кипения, установленный над ними сепаратор и циркуляционные трубы, соединяющие сепаратор с электродными камерами, камера кипения выполнена н виде конических патрубков, соединенных между собой верхними широкими основаниями, при этом каждый из коническнх патрубков. установлен нижним узкьы основанием на электродной камере.

Причем. концы циркуляционных.труб вВедены в электродные камеры и нап" равлены по оси.конических патрубков до их узкого основания.

На чертеже представлен предлагаемый аппарат, общий вид. 60

Аппарат состоит из сепаратора 1, установленного над коническими патрубками 2, образующими камеру кипения и присоединенными к электродным ,-камерам З.Внутри электродных камер 3-65 расположены электроды 4.Сепаратор 1 сообщается с электродными камерами 3 с помощью циркуляционных труб 5.Количество конических патрубков 2 может быть любым, но обязательно кратно двум (в случае питания аппарата однофазным током) или трем (для трехфазного тока) °

Аппарат выполнен из неэлектропроводных материалов (за исключением электродов).

Аппарат работает следующим об- разом.

Исходный раствор подается в циркуляционные трубы 5,, как показано на чертеже, и попадает в нижнюю часть конических патрубков 2. При протекании переменного электрического тока через жидкость, содержащуюся в камере кипения, происходит выделение тепловой энергии согласно. закону Джоуля, причем наибольшее количество ее выделяется в суженном месте, которым является нижнее основание конических патрубков. Таким образом кипение (образование паровой фазы) начинается снизу и по мере подъема парожидкостной смеси происходит рост паровых пузырей . Попадая в сепаратор 1, парожидкостная смесь разделяется под действием гравитационных сил, при этом пар покидает аппарат через верхний патрубок сепаратора 1, а жидкость стекает вниз и по циркуляционным трубам 5 поступает опять в конические патрубки

2. Отбор упаренного продукта осуществляется из циркуляционных труб

5, как показано на чертеже.

Выполнение камеры кипения н виде ,конических патрубков, соединенных .,между собой верхними широкими основа ниями,и установка каждого конического патрубка нижким узким основанием на электродную камеру способствуют равномерному по высоте паросодержанию, препятствуют образованию паровых пробок и разрыву электрической цепи аппарата, а также улучшают условия циркуляции и сепарации парожидкостного потока. Благодаря тому, что электродные камеры с, электродами расположены в самом низу, значительно снижается возможность закипания жидкости на поверхности электродов (в .силу гидростатической депрессии). Исполнение циркуляционных труб, введенных в электродные камеры до оси и отогнутых вверх до нижнего основания конических патрубков, препятствует смыванию гидроокисных пленок с поверхности электродов и обновлению жидкости в электродных камерах, что, н свою очередь, снижает скорость разрушения электродов. Кроме того, ввод циркулирующей жидкости осуществляется в область пониженного давления, что способст 967497

Формула изобретения вует лучшей циркуляции. Благодаря этому становится возможным производить вертикальную компановку аппарата, что повышает кратность циркуляции и ", устойчивость, гидродинамического режима кипения даже при значительных отклонениях оси аппарата от вертикали.

Все это увеличивает производительность аппарата и надежность его работы.

По сравнению с известными предлагаемый электродный выпарной аппарат об- 10 ладает повышенной на 30-40% производительностью. Кроме того, скорость разрушения электродов в предлатаемом аппарате почти в 3 раза ниже, что>соответственно увеличивает межреьюнтный 15 период работы аппарата и снижает загрязнение жидкости продуктами разруше. ния электродов..

1. Выпарной электродный аппарат, содержащий камеру кипения, электродные камеры, соединенные с камерой ки- 2 пения, установленный над ними сепаратор и циркуляционные трубы, соеди.йяющие сепа >атор с электродными камерами, отличающийся- тем что, с целью повышения производительности и надежности его работы путем стабилизации гидродинамического режима кипения и снижения скорости разрушения электродов, камера кипения выполнена в виде конических патрубков, соединенных между собой веркними широкими основаниями, при этом каждый из конических. патрубков установлен нижним узким основанием на электродной камере.

2. АПпарат по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что концы циркуляционных труб введены в электродные камеры и направлены вверх по оси конических патрубков до,их узкого основания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 445441, кл. В 01 0 1/06.

2. Авторское свидетельство СССР

Р б13759, кл В 01 0 1/10.

3.Авторское свидетельство СССР

Р 2173б2, кл. В 01 0 1/00.

ВНИИПИ Заказ 7945/11

Тираж 734 Подписное

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