Выпарной аппарат

 

Использование изобретения: для концентрирования растворов путем непосредственного контакта раствора с газообразным теплоносителем. Сущность изобретения: аппарат содержит корпус, выполненный в виде тела вращения с крышкой , патрубками подачи исходного раствора , отвода концентрированного раствора и паровой смеси. В нижней части корпуса установлена камера для теплоносителя, выполненная в виде кольцевой полости, охватывающей корпус. Патрубки подачи исходного раствора расположены тангенциально к боковой поверхности корпуса и выполнены в виде конфузора, цилиндрического участка и диффузора, находящегося в камере для теплоносителя. Конфузор, цилиндрический участок и диффузор составляют трубу Вентури, причем цилиндрический участок может быть изготовлен из пористого материала или составлен из пакета шайб с радиальными каналами. 3 ил. I -О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 D 1/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯI",, 4

О

О (К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4905801/26 (22) 17.12.90 (46) 15.12.92. бюл. N 46 .(75) В.И. Козак (56) Авторское свидетельство СССР

М 304950, кл. В 01 D 1/14, 1971. . Патент США N 2867972, кл. 159-16, 1959.

Авторское свидетельство СССР

М 700154, кл. В 01 0 1/14, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N. 1088735, кл, В 01 D 1/14, 1984. (54) ВЪ|ПАРНОЙ АППАРАТ (57) Использование изобретения: для концентрирования растворов путем непосредственного контакта раствора с гаЗообразным теплоносителем. Сущность изобретения: аппарат содержит корпус, выИзобретение относится к выпарным аппаратам химических, пищевых и других производств, в частности, к аппаратам для концентрирования растворов путем непосредственного контакта раствора с газообразным теплоносителем.

Известен выпарной аппарат для концентрирования растворов путем непосредственного контакта с газообразным .теплоносителем, содержащий корпус с крышкой; патрубки подачи исходного раствора, отвода упаренного раствора и парогазовой смеси, укрепленную на крышке барботажную трубу с концентрично расположенной циркуляционной трубой, причем в кольцевом пространстве между циркуляционной и барботажной трубами размещена барботажная решетка.

„„5U„„1780796 А1 полненный в виде тела вращения с крышкой, патрубками подачи исходного раствора, отвода концентрированного раствора и паровой смеси. В нижней части корпуса установлена камера для теплоносителя, выполненная в виде кольцевой полости, охватывающей корпус. Патрубки подачи исходного раствора расположены тангенциально к боковой поверхности корпуса и выполнены в виде конфузора, цилиндрического участка и диффузора, находящегося в камере для теплоносителя. Конфузор, цилиндрический участок и диффуэор составляют трубу Вентури, причем цилиндрический участок может быть изготовлен иэ пористого материала или составлен из пакета шайб с радиальными каналами. 3 ил.

Недостатком описанной конструкции является малоэффективное использование потенциала теплоносителя, так как последний барботирует в жидкость в виде пузырей большого единичного объема.

Известен выпарной аппарат, содержащий корпус с крышкой, патрубки подачи исходного раствора, отвода упаренного раствора и парогазовой смеси, укрепленную на крышке барботажную трубу, на нижнем конце которой выполнены боковые радиальные отверстия. Эта конструкция не устраняет недостатков вышеописанного аппа рата.

Известен выпарной аппарат, содержащий корпус с крышкой, патрубки подачи исходного раствора и парогазовой смеси, укрепленную на крышке барботажную тру-

1780796 ли набраны из пакета шайб с притертыми оковыми поверхностями, снабженными радиальными каналами глубиной "а", устанавливаемой в зависимости от потребной исперсности газовой фазы.

Выполнение каждого патрубка подачи исходного раствора в виде трубы Вентури, цилиндрическая часть которой находится в камере для теплоносителя, позволяет придать потоку исходного раствора высокую скорость движения, способствующую всаcblBGHNIo струй газового теплоносителя и, таким образом; насыщению раствора газом, в результате чего в конфузор трубы Вентури выходит высокократная пена, Расположение каждого патрубка подачи исходного раствора тангенциально к боковой поверхности .корпуса позволяет создать в нем вращающийся поток высокократной пены для разделения ее за счет центробежной силы на пену и жидкость. Последняя как компонент раствора с большей плотностью отбрасывается к периферии корпуса, а пена, обладающая меньшей плотностью, заполняет его центральную часть и под воздействием вновь поступающей в корпус пены поднимается на поверхность вращающегося потока.

Жидкость (упаренный раствор) собирается в нижней части корпуса и выводится из него. Разрушение парогазовых пузырьков .пены происходит за счет превышения давления в замкнутом объеме пузырька по сравнению с давлением в корпусе.

Выполнение цилиндрического участка трубы Вентури из пористого материала либо из пакета шайб с притертыми плоскостями, имеющими радиальные каналы позволит значительно умен ьшить . поперечное сечение струи газа, и, таким образом, уменьшить диаметр образующихся пузырьков пены при одновременном увеличении их количества, что в конечном счете позволит интен-сифицировать процесс теплообмена-между газом и исходйым раствором.

Указанные признаки обеспечивают достижение цели изобретения.

Сравнение заявляемого-технического решенйя с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна".

При изучении других известных технических решений в данной области техники; признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен общий вид выпарного аппарата, продольный разрез; на фиг. бу, на нижнем конце которой выполнены и боковые тангенциальные отверстия. б

Эта конструкция частично устраняет указанный выше недостаток за счет частичного дробления газовых пузырей вращаю- 5 д щимся потоком жидкости. Однако дисперсность дробления очень неравномерна и далека от мелкодисперсной. Поэтому сохраняется главный недостаток вышеописанных конструкций: малоэффек- 10 тивное использование потенциала теплоносителя, а значит повышенный расход топлива.

Наиболее близким аналогом заявляе-. мого устройства по технической сущности и 15 достигаемому результату принятым в качестве прототипа является аппарат погружного горения, содержащий корпус с крышкой, патрубки подачи исходного раствора; отвода упаренного раствора и парогазовой сме- 20 си, укрепленную на крышке барботажную трубу, на нижнем конце которой выполнены боковыетангейциальные отверстия, причем эти отверстия закрыты диспергаторами иэ пористого материала, 25

Недостатком этого аппарата является также сравнйтельно высокий расход топлива ввиду неполного испольэованйя потенциала теплоносителя, так как мелкодисперсная фаза, прежде чем будет 30 увеличена вращающимся потоком жидкости, продолжительное время находится в зоне, неучаствующей во вращательйом движении и, следовательно, в перемешивании газовых пузырьков с жидкостью, что приво- 35 дит к агрегатированию мелкодисперсных пузырьков на более крупные, которые стремительно удаляются из жидкости.

Целью предполагаемого изобретения является сокращение расхода топлива за 40 счет более полного использования потенциал а тепло носителя.

Указанная цель- достигается тем, что теплообмен между теплоносителем и раствором происходит в мелкодисперсной фа- 45 зе, обеспечиваемой конструкцией аппарата, который содержит корпус с крышкой, патрубки подачи исходного раствора в корпусотвода из него упарейного раствора и парогазовой смеси, а также камеру для 50 теплоносителя, выполненную в виде охватывающей корпус кольцевой полости, причем. каждый патрубок подачи исходного раствора установлен тангенциально боковой поверхности корпуса и выполнен в виде 55 трубы Вентури; цйлиндрическая часть которой даходитСя в камере для теплоносителя, При этом цилиндрические участки труб Вентури изготовлены из пористого материала (вариант неконтролируемого насыщения) 1780796

2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез За счет центробежной силы вращающеБ — Б на фиг. 2 (вариант исполнения цилинд- гося в корпусе 1 потока происходит раздерической части трубы Вентури из пакета ление высокократной пены на жидкость и шайб). пену. Жидкость, как компонент смеси с

Выпарной аппарат для концентрирова- 5 большей плотностью, отбрасывается к пения растворов .путем непосредственного риферии корпуса 1, собирается в его нижконтакта с газообразным теплоносителем ней части и выводится через патрубок 4 из содержит корпус 1, выполненный в виде те- полости аппарата. ла вращения, с крышкой 2, патрубками под- Пена, обладающая меньшей плотноачи исходного раствора 3, отвода 10 стью,эаполняетцентральнуючастькорпуса концентрированного раствора 4 и парогаэо- 1 и под воздействием вновь поступающей в вой смеси 5; В нижней части корпуса 1 уста- корпус смеси поднимается на поверхность новлена камера для теплоносителя 6, вращающегося потока. выполненная в виде кольцевой полости, ох- Разрушение оболочки парогаэовых пуватывающей корпус. Каждый из патрубков 15 зырьков происходит за счет превышения

3 расположен тангенциально к боковой по- давления в замкнутом объеме пузырька по верхности корпуса 1 и выполнен в виде кон- сравнению с давлением в корпусе 1. фузора 7, цилиндрического участка 8, - . Освободившаяся парогазовая смесь находящегося в камере для теплоносителя очищается от капель жидкости в сепараторе

6 и диффузора 9. 20 12 и через патрубок 5 в крышке 2 выводится

Конфузор 7, цилиндрический участок 8 иэ объема аппарата. и диффузор 9, соединенные между собой, Изобретение позволяет значительно составляют трубу Вентури, причем цилинд-, снизить расход топлива на упаривание расрический участок 8 может быть изготовлен творов за счет интенсификации теплообмеиэ пористого материала или составлен из 25 на жидкости и теплоносителя, т.е. более пакета шайб 10 притертыми боковыми по- эффективного использования тепла, а также, верхностями и нанесенными на них ради- уменьшить накипеобразование, что значиальными каналами 11. тельно повысит надежность работы аппараРазмер "а" канала 11 подгоняется путем та, шлифования боковой поверхности шайбы 30

10, что позволяет получать струю теплоно- Ф о р м у л а и з о б р е т.е н и я сителя заданного размера, .: Выпарной аппарат, содержащий цилин.В верхней части корпуса 1 установлен дрический корпус с крышкой, сепаратор, сепаратор 12, например, жалюзийного ти- размещенный в верхней части корпуса, капа. 35 меру для теплоносителя, и патрубки подачи

Выпарной аппарат работает следую- исходного продукта и отвода упаренного щим образом. раствора и парогазовой смеси, о т л и ч а юРаствор, подлежащий упариванию, по- шийся тем, что, с цвлью снижения удель- . дается в аппарат по патрубку 3; Газообраз- ного расхода тойлива за счет интенсификаный теплоноситель, например, продукты 40 ции теплообмена,, камера для сгорания топлива, иэ камеры для теплоно- -теплоносителя выполнейа кольцеобразной сителя 6 через пористый материал, либо ка- и присоединена снаружи к корпусу, а патруналы 11 в.пакете шайб 10 цилиндрического . бок подачи исходного раствора установлен участка трубы Вентури подается в виде ра- тангенциально к корпусу и выполнен в виде диально направленных струй в полость тру- 45 трубы Вентури, цилиндрическая часть котобы Вентури, в область высокой скорости ройраэмещенавкамередлятеплоносителя, движения жидкости. при этом цилиндрическая часть трубы ВенГаэовые струи пересекаются потоком тури выполнена в виде герметично и соосно жидкости и, таким образом, в диффузор 9 соединенныхмеждусобойшайбсрадиальнывыходит высокократная пена, которая вво- 50 ми каналами или из пористого материала, дится в полость корпуса 1 тангенциально.

3780796

1780796

Составитель А, Никитин

Техред М.Моргенал Корректор, Э. Лончакова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 4231 Тираж - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5