Электродный вакуум-выпарной аппарат

 

Использование: для выпаривания воды из электропроводных растворов. Сущность изобретения: аппарат содержит корпус и циркуляционную трубу с окнами, выполненные в виде изолированных электродов. В аппарате создается вакуум за счет барометрического устройства, размещенного в центре циркуляционной трубы. Барометрическое устройство состоит из трубы с заглушенным дном, в центре которой установлена питательная труба с окнами в нижней части. Исходный раствор подается в межтрубное пространство, поднимается под действием вакуума по внутренней трубе и поступает на тарелки пленочного испарителя, установленные на внешней поверхности барометрического устройства напротив верхних окон циркуляционной трубы. При этом выпаривается часть воды из раствора, а остальная часть выпаривается в камере кипения, образованной в кольцевом пространстве между окнами в средней и верхней части циркуляционной трубы. 3 ил.

Изобретение относится к выпарной технике и может использоваться для выпаривания воды из электропроводных растворов.

Целью изобретения является повышение производительности аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате создается вакуум при непрерывной подаче исходного раствора через барометрическое устройство, вмонтированное в центре электрода меньшего диаметра, являющегося одновременно циркуляционной трубой с окнами в верхней и в средней части его, также непрерывном отводе плавленого раствора через сифон из нижней части электрода большего диаметра, имеющего сепаратор, патрубок для отвода пара, являющегося корпусом аппарата, монтируемым в кладку.

Создается в аппарате вакуум за счет барометрического устройства, состоящего из трубы с заглушенным дном, в центре которой установлена труба меньшего диаметра, с окнами внизу, образующая межтрубное пространство. Исходный раствор подается в межтрубное пространство барометрического устройства, нижняя часть которого погружена в безводный плав, где исходный раствор подогревается, проходит в нижние окна, поднимается под действием вакуума по внутренней трубе и поступает в камеру кипения, предварительно пройдя тарели пленочного испарителя, которые расположены в пространстве сепаратора против верхних окон внутреннего электрода. При этом выпаривается определенная часть воды из раствора, а остальная часть выпаривается в камере кипения, образованной в кольцевом пространстве между окнами в средней и верхней части циркуляционной трубы.

На фиг.1 представлен общий вид аппарата; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 - разрез В-В на фиг.1.

Аппарат содержит наружный цилиндрический электрод 1, который является корпусом, имеет сифон 2 для непрерывного отвода безводного плава из накопителя 3, сепаратор 4 с патрубком 5 для отвода пара, также внутренний электрод 6 меньшего диаметра, изолированный от наружного электрода изолятором 7, являющийся одновременно циркуляционной трубой с окнами 8 в пространстве сепаратора и окнами 9 в средней части, между которыми в кольцевом пространстве, ограниченном электродами, образуется камера кипения 10, где циркулирует выпариваемый раствор. В центре внутреннего электрода вмонтировано барометрическое устройство, содержащее трубу 11 с заглушенным дном и питательную трубу 12 с окнами 13 внизу. В межтрубное пространство 14 подается исходный раствор и оно сообщается с вакуум пространством патрубком 15, ниже которого установлены тарелки 1 для пленочного испарения.

Аппарат работает следующим образом.

В межтрубное пространство 14 барометрического устройства заливают исходный раствор до уровня патрубка сифона 2, затем подают минимальный ток и напряжение на электроды 1 и 6. По мере испарения воды добавляют исходный раствор, повышая концентрацию раствора. Доводят температуру в накопителе 3 до 320^оС, например, при выпаривании раствора гидроксида натрия. После этого включают вакуумную систему, ставят аппарат на непрерывный режим при максимальной мощности, а качество раствора контролируют по температуре плава в накопителе 3. Подаваемый в межтрубное пространство 14 исходный раствор подогревается, проходит в окна 13 внутренней трубы 12 и поступает по патрубку 15 на тарелки 16 пленочного испарителя, а затем в камеру кипения 10, где происходит циркуляция раствора. Безводный плав из накопителя 3 отводится непрерывно через сифон 2. Уровень раствора в барометрическом устройстве и в аппарате стабилизируется в зависимости от величины вакуума и плотности растворов.

Пример расчета аппарата.

Принимаем для расчета плотность плава в аппарате 2,1 г/см³, а исходного раствора в барометрическом устройстве 1,5 г/см³, следовательно, при остаточном давлении высота центральной трубы должна быть: 760 мм рт. ст. - 100 мм рт.ст. = 660 мм рт.ст, т.к. удельный вес раствора меньше удельной массы ртути 13,6: 1,5 = 9,05 раз, тогда Н = H = × 9,05 = 3000 мм х x9,05 = 3000 мм, принимаем Н = 3500 мм.

При диаметре аппарата 1,2 м и диаметре патрубка сифона 0,1 м, площадь сечения аппарата больше площади сечения патрубка сифона 3,14к х 0,6² : 3,14 х 0,05² = 144 раз, следовательно, высота раствора в аппарате от уровня патрубка сифона будет больше на H = = 29,7 мм Обеспечивается при этом остаточное давление в аппарате 100 мм рт.ст. при котором испаряется вода при 51,6^оС, т.е. производительность возрастает в 1,94 раза против выпарки раствора при 760 мм рт.ст.

Применение аппарата предлагаемой конструкции повышает производительность, получаем безводный плав при непрерывной выпарке в одну стадию. Повышается культура производства, полностью автоматизируется процесс.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОДНЫЙ ВАКУУМ-ВЫПАРНОЙ АППАРАТ, содержащий выполненные в виде изолированных электродов вертикальный цилиндрический корпус и циркуляционную трубу с окнами в ее верхней части, греющую камеру, размещенную между электродами, сепаратор, размещенный в верхней части аппарата, размещенное в центре циркуляционной трубы барометрическое устройство, включающее питательную трубу с окнами в нижней части, накопитель, расположенный в нижней части корпуса, сильфон для отвода упаренного раствора, технологические патрубки, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, аппарат снабжен пленочными испарительными тарелками, размещенными в сепарационном пространстве на внешней поверхности барометрического устройства напротив верхних окон циркуляционной трубы, а барометрическое устройство выполнено в виде трубы с заглушенным дном, в центре которой установлена питательная труба, при этом межтрубное пространство барометрического устройства соединено с патрубком подачи исходного раствора, питательная труба снабжена распределительным патрубком, размещенным в ее верхней части над испарительными тарелками, а в средней части циркуляционной трубы выполнены дополнительные окна.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3