Аппарат для концентрации и кристаллизации растворов
° °
ОП ИСА
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистицеских
Раса ублик (11) 56DSl2
К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 09.06.75 (21) 2142498/13
k (51) М. Кл. с присоединением заявки №
С 1З Q1/00
В 01 .9 Ь/00
Государстеккньб коютет
Сайата Мекстрва СИР па делам кзабретвикй и откритяк (23) Приоритет (43) Опубликоваио05.08.78.Бюллетень № 29 (53) УДК 664.1. .054 (088.8) (4о) Дата опубликования описания 26.06.78 (72) Авторы изобретения
П. В. Полторак, В. П. Кока, Ю. Д. Кот, А. М. Мусихин, А. К. Сушенко, Г. А. Виноградов и Л. Г. Белостоцкий
Всесоюзный научно-исследовательский институт сахарной промышленности и Институт проблем материаловедения
АН Украинской CCP (71) Заявители (54) АППАРАТ ДЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ
И КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСТВОРОВ
Изобретение относится «оборудованию для концентрации и кристаллизации растворов, например свхвросодержаших, и может быть испапьэоввно в пищевой, химнчнс«ой и других отраслях промышленности.
Известен аппарат для концентрации
tt кристаллизации растворов, выполненный в виде емкости, снабженной в нижней части, заполняемой раствором, поверхностью tg теттлообменв, а в верхней — устройством для предотвращения инкрустаций на стенках емкости в паровоздушной зоне 1 .
В известном аппарате устройство для предотвратпення инкрустаций выполнено т5 в виде форсунок струбопроводами подачи в
aai раствора для распыления исходного ненасьипенного раствора иа стенки аппа- рата над. поверхностью циркулирующего насыщенного раствора, избыток влаги «о- 20 торого растворяет отложения.
Однако в таком аппарате, вследствие попадания брызг кипящего раствора на нодводящне его трубы, распылительные форсунки и расположенные выше форсунок| 25 стенки емкости, эффективность удаления инкрустаций невысокая.
Кроме того, конструкция аппарата слож нв нъ-эа наличия большого количества рвспылительных форсунок.
Все это приводит к тому, что аппарат периодически останавливают и прона ривают для растворения и удаления инкру стадий со стенок верхней незаполненной раствором части емкости.
Цель изсбретеиия - повышение эффек тивности удаления инкрустаций и упртипэние конструкции аппарата.
Для этого в предлагаемом аппарате устройство для предотвратпвния инкрустаций выполнено в виде пористого экрана, проницаемого для текучих сред и установленного с образованием меащ ним и стенками емкости. камеры слунтатцей для подачи текучих сред на пористый экран.
При этом; краи пористого экрана расположены над поверхностью нагрева ни же уровня зеркала раствора Кптя образо вания в камере гидравлическя о затвора.
Кроме того, в камере укреплены ребра, 560512 делящие ее на отдельные секции, каждая иэ которых снабжена патрубками для подвода текучих сред.
На фиг, 1 схематична изображен предлагаемый аппарат для концентрации и кристаллизации растворов, продольный раэ- g рез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 — устройство для предотвращения инкрустаций на стенках емкости (показано частично).
Аппарат выполнен в виде емкости 1, снабженной в нижней части, заполняемой раствором, поверхностью 2 теплообмена, а в верхней - устройством для предотвращения инкрустаций на стенках емкости в паровоздушной зоне. 35
Устройство для предотврашения инкрустаций прдставляет собой пористый экран
3, проницаемый для текучих сред. Экран
3 установпек с образованием между ним и стенками емкости 1 камеры 4, служа- о шей для подачи текучих сред на пористый экран. В камере 4 укреплены ребра 5, делящие ее на отдельные секции, каждая из которых снабжена патрубками 6 для подвода текучих сред. 25
Нижние края пористого экрана 3 рас положены над новерхностью 2 теплообме на ниже уровня зеркала раствора для образования в камере 4 гидравлического затвора, препятствующего свободному вы- Ç0 ходу паров снизу пористого экрана в пространство над уровнем раствора. Поверхность 2 теплообмена снабжена сис.темой подвижных нагревательных трубок
7, соединенных коллекторами 8, опираю- 35 щимися на полые цапфы 9.
Нагревательные трубки 7 пропущены чеоез межсекционные перегородки, выполненные в виде дисков 10 и разделяющие нижнюю часть рабочей емкости на лО несколько с акций,,Аппарат снабжен паропроводом 11 для подачи греющего пара в коллектор 8 и нагревательные трубки 7, натрубками
12-15, соответственно, для отвода коп- 45 денсата, отвода неконденсирующих газов цодачи исходного раствора в секции рабочего пространства емкости 1 и отвода обработанного раствора.
Пространство емкости 1 над раствс % ром соединено патрубком.16 с вакуумсистемой (на чертежах не показана), пр ..
sroM в нем осуществляется отделение
:паров растворителя от брызг раствора.
В качестве материала для изготовления пористого экрана могут быть использованы пористые спеченные прокатные листы иэ титана, стойкого к водяному пару и выдерживающего длительный цикл пропускания водяного пара без ухудшения пропускной способности.
В случае подачи в емкость 1 других паров (не водяных) материал пористого экрана должен быть коррозионностойким.
Аппарат работает следующим образом, Нижнюю часть аппарата через натрубок 14 заполняют подлежащим обработке раствором, а в нагревательные трубки 7 через полую цапфу 9 по паропроводу 11 подают греющий пар для подогрева раствбP8„
Подвижная система коллекторов 8 с нагревательными трубками 7 обеспечивает перемешивание раствора и движение слоев этого раствора, находящихся вблизи стенок нижней части емкости 1.. Подвижные нагревательные трубки 7 непрерывно омываются раствором. Благодаря отсутствию застойных эон на стенках емкости 1 и на поверхности 2 теплообмена инкрустации не образуются.
К онде нсат греющего пара,, накапливающийся на поверхности 2 теплообмена, отбирается иэ коллектора 8 через патрубок
12, а попавшие в эту полость неконденсирующиеся газы (воэдух, аммиак и т. п) вместе с частью отработанного пара выпускаются через патрубок 13.
Подлежащий концентрации или кристаллизации раствор поступает по патрубку 14 в первую (слева) секцию аппарата, а сконцентрированный или пересышенный раствор с выращенными до заданного размера кристаллами удаляется через патрубок 15.
Регулирование размеров вырашиваемых кристаллов можно осуществлять подкачкой растворов различной концентрации в раба чие секции аппарата через ряд, патрубков
14„установленных по длине емкости 1.
В камеру 4 между пористым экраном
3 и стенками емкости 1 через патрубки
6 подводится пар, проникающий затем в капилляры пористого экрана 3 и конденсируюшийся в них. Конденсат выпотевая через капилляры на другую сторону пористого экрана 3, увлажняет поверхность последнего, обращенную внутрь емкости, причем брызги кипящего раствора, попадая па влажную поверхность экрана, не могут на ней закрепиться, и под действием отмыва конденсатом или под одновременным действием отмыва" конденсатом и отдува проходящими через капилляры иэбыточньпли царами, сползают вниз (фиг. 2). Если в случае аварии системы подачи нара или неправильной регулировки происходит образование инкрустации и нарастает толстый слой, то для их удаления аппарат не останавливается, а
5 5605 ,лишь увеличивается подача пара в камеру 4.
По окончании процесса отмыва слоя инкрустаций подачу пара вновь уменьшают до оптимальных размеров.
При мнагосекционном выполнении пористого экрана 3 (фиг. 3) слой уже отложившихся инкрустаций снимают путем подачи различных количеств пара в секции, при этом больше пара подается к участкам пористого экрана 3, на которых образовался более толстый слой инкрустаций.
При равномерной и правильно отрегул 5 рованной подаче пара инкрустации не могут образоваться, и аппарат может работать в непрерывном режиме длительное время.
При подаче в камеру 4 пара в количестве 10-20 кг/ч на 1 м площади экра2 на на стенках емкости 1, свободных от раствора, исключается образование инкрустаций, при этом подаваемый на пористыР экран пар .не нарушает работы вакуумной системы и не приводит к разбавле.нию кристаллизируемого раствора.
Ожидаемый экономический эффект от использования описываемого изобретения зо составит 35,5 тыс. руб. в год на один аппарат производительностью 3 тыс.т/сутки.
12
Формула изобретениу
1. Аппарат для концентрации и крис таллизации растворов, например сахаросодержащих, выполненный в виде емкости, снабженной в нижней части, заполняемой раствором, поверхностью теплообмена, а в верхней — устройством для предотвращения инкрустаций на стенках емкости в паровоэдушной зоне, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности удаления инкрустаций и упрощения конструкции аппарата, устройство для предотвращения инкрустаций на стенках емкости выполнено в виде пористого экрана, проницаемого для текучих сред и установленного с образованием между ним и стенками емкости камеры, служащей для подачи текучих сред на пористый экран.
2. Аппаратпоп. 1, отли чающ и и сятем,,что нижние края пористого экрана расположены над поверхностью нагрева ниже уровня зеркала раствора для образования в камере гидравлического затвора.
3. Аппарат по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что в камере укреплены ребра, делящие ее на отдельные секции, каждая иэ которых снабжена патрубками для подвода текучих сред.
Источ ники и нформации, п ри пятые во внимание при экспертизе:
1. Патент Англии No 1141639, кл. В 1 В, 1974.
