ДИСТИЛЛЯТОР Российский патент 1997 года по МПК C02F1/04 B01D3/06 

Изобретение относится к процессам и аппаратам химической технологии и может быть использовано в химико-технологических и теплоэнергетических процессах, в частности, в котельных теплоэлектростанций.

Известен дистиллятор, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходными патрубками, расположенные в корпусе цилиндрический испаритель, установленный в нем с зазором коаксиально, нагреватель, вентилятор, расположенный в верхней части корпуса, конденсатор и сборник конденсата. Конденсатор охватывает нижнюю часть испарителя, под которым расположен нагреватель. Пар, отведенный из верхней части корпуса вентилятором, адиабатически сжимается и подается специальным трубопроводом в конденсатор.

Недостатком данной конструкции является невозможность использования аппарата для получения конденсата с минимальными содержанием примесей за счет паролифтного эффекта. Кроме того, мала общая производительность установки из-за малой скорости конденсации.

Задачей данного изобретения является повышение производительности дистиллятора за счет обеспечения полного теплосъема с поверхности нагревателя, а также повышение качества получаемого конденсата.

Поставленная задача решается тем, что в дистилляторе, содержащем цилиндрический корпус с входным и выходными патрубками, расположенные в корпусе цилиндрический испаритель, установленный в нем с зазором коаксиально, нагреватель, вентилятор, расположенный в верхней части корпуса, конденсатор и сборник конденсата, согласно изобретению, нагреватель выполнен в виде цилиндра, поверхности которого образуют острую кромку в верхней его части, и установлен в испарителе с зазором коаксиально, конденсатор расположен по внутренней поверхности корпуса, а патрубок, соединяющий верхнюю часть конденсатора с испарителем введен в испаритель тангенциально.

На чертеже представлена схема дистиллятора, продольное сечение.

Дистиллятор содержит цилиндрический корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. В корпусе 1 с зазором коаксиально установлен цилиндрический испаритель 4, внутри которого с зазором коаксиально расположен цилиндрический нагреватель 5, внутренняя поверхность которого может быть выполнена, например, конической, образующей острую кромку в верхней его части. Корпус 1 может быть выполнен двойным с полостью между его наружной и внутренней стенками по всему объему или частично, например, в верхней торцевой и нижней боковой его частях. Полость заполняется исходной жидкостью и является конденсатором 6. Верхняя торцевая часть корпуса выполнена конической, сужающейся в верхней части. В вершине конуса имеется отверстие, в котором герметично установлен вал привода вентилятора 7, лопасти которого расположены над испарителем 4. Вместо вентилятора может быть использован эжекционный насос. В верхней части полости корпуса 1 установлен патрубок 8, второй конец которого введен в нижнюю часть испарителя 4 тангенциально. В днище испарителя 4 расположен продувочный патрубок 9, выходящий из корпуса 1, для слива рассола. В нижней части зазора между корпусом 1 и испарителем 4 находится сборник конденсата 10, соединенный с выходным патрубком 3. В верхней части сборника конденсата расположен газоотводный патрубок 11.

Дистиллятор работает следующим образом.

Исходная жидкость подается через входной патрубок 2 в полость корпуса 1 и по патрубку 8, соединяющему верхнюю часть конденсатора 6 с испарителем 4 и входящему в испаритель 4 тангенциально, заполняет испаритель 4, затапливая нагреватель 5. Исходная жидкость, поступившая в испаритель 4 будет продолжать вращательное движение вдоль его внутренней поверхности. Затем включают нагреватель 5, исходная жидкость, нагреваясь, будет "отжиматься" от поверхности нагревателя, образуя "паровую рубашку", непрерывно движущуюся снизу вверх вдоль поверхностей нагревателя. Пар при этом входит по упорядоченной траектории в паровое пространство, т.к. образовавшись, он будет концентрироваться на острой верхней кромке нагревателя 5 и выводится в зазор между корпусом 1 и испарителем 4. Вращающиеся лопасти вентилятора 7 ускоряют процесс транспортировки образовавшегося в испарителе 4 пара, поддерживая разряжение над поверхностью испарения, что усиливает процесс парообразования в испарителе 4 и нагнетает избыточное давление в зазоре между конденсатором 6 и испарителем 4. Кроме того, вентилятор 7 задает вращение поверхностному слою нагретой жидкости и пару над ней. Это обеспечивает растяжение пленки поверхностного натяжения по всей ее площади и, тем самым, облегчает прохождение через нее молекул испаряющейся жидкости. Парогазовая смесь, поступившая в верхнюю часть зазора между конденсатором 6 и испарителем 4, конденсируется на конденсаторе 6 и стекает в сборник конденсата 10. Растворенные в исходной жидкости газы выводятся через патрубок 11 вместе с остатками несконденсировавшегося пара. Через патрубок 9 осуществляют периодическую или непрерывную продувку испарителя. Конденсат сливают через патрубок 3.

Использование предлагаемой конструкции дистиллятора по сравнению с существующими обеспечивает следующие преимущества:
1. Повышение качества получаемого конденсата.

2. Повышение производительности дистиллятора, либо снижение энергозатрат при производительности на уровне прототипа.

Эти преимущества обеспечиваются организацией направленного потока исходной жидкости и перераспределения температур по радиусу испарителя.

Использование: в процессах и аппаратах химической технологии, химико-технологических и теплоэнергетических процессах, в частности, в котельных электростанций, а также для осуществления перегонки и повышения концентрации. Сущность изобретения: дистиллятор содержит цилиндрический корпус с входным и выходными патрубками, расположенные в корпусе испаритель, установленный с зазором коаксиально, цилиндрический нагреватель, установленный с зазором коаксиально в испарителе, вентилятор, расположенный в верхней части корпуса, конденсатор, установленный по внутренней поверхности корпуса, и сборник конденсата. Патрубок, соединяющий верхнюю часть конденсатора с испарителем, введен в испаритель тангенциально и исходная жидкость, поступающая в испаритель, продолжает вращательное движение вдоль его внутренней поверхности. Нагреваясь, она "отжимается" от поверхности нагревателя, образуя "паровую рубашку", непрерывно движущуюся снизу вверх. Пар выводится в зазор между испарителем и конденсатором, на котором он конденсируется, и поступает в сборник конденсата. Ускорение процесса транспортировки парогазовой смеси и поддержание разряжения над поверхностью испарения усиливаются вентилятором 7. 1 ил.

1 Дистиллятор, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходными патрубками, расположенные в корпусе цилиндрический испаритель, установленный с зазором коаксиально, нагреватель, вентилятор, расположенный в верхней части корпуса, конденсатор и сборник конденсата, отличающийся тем, что нагреватель выполнен в виде цилиндра, поверхности которого образуют острую кромку в верхней его части, и установлен в испарителе с зазором коаксиально, конденсатор расположен по внутренней поверхности корпуса, а патрубок, соединяющий верхнюю часть конденсатора с испарителем, введен в испаритель тангенциально.