ВЫПАРНОЙ АППАРАТ С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ Российский патент 2003 года по МПК B01D1/12 

Изобретение относится к выпарным аппаратам и может быть использовано в химической, энергетической и смежных с ними отраслях промышленности для осуществления упаривания загрязненной жидкости с подводом тепла через теплообменные поверхности.

Известен выпарной аппарат, содержащий вертикальный корпус, греющую камеру и установленные в ней трубчатые теплообменные элементы, нижние концы которых закреплены в распределительной камере и имеют отверстия для ввода газа (пара) (А.с. 560623, МКИ B 01D 1/12).

Однако в этом выпарном аппарате греющая камера имеет длинные теплообменные элементы, что значительно затрудняет циркуляцию продукта, создает гидравлические сопротивления на входе продукта в теплообменные элементы и снижает интенсивность процесса выпаривания.

Известен выпарной аппарат, содержащий вертикальный корпус с днищем, выполненным в виде усеченного конуса, установленную под днищем основную греющую камеру, дополнительный греющий элемент, установленный параллельно днищу и на некотором расстоянии от него, смонтированное на днище устройство для очистки поверхности нагрева и удаления осадка в виде одного или более скребков, закрепленных на валу, патрубки ввода раствора, вывода упаренного продукта, вывода пара, ввода и вывода теплоносителя (Патент US 3456708, МКИ B 01 D 1/30 - прототип).

Однако в данном аппарате используется только одна сторона горизонтального греющего диска, что снижает интенсивность и производительность процесса выпаривания.

Изобретение направлено на решение задачи повышения производительности и интенсификации процесса выпаривания, обеспечения удаления осадка и осуществления эффективной циркуляции исходной жидкости. Это достигается тем, что дополнительный греющий элемент выполнен в виде горизонтального диска, вал выполнен полым и его внутренняя полость образует патрубок для вывода упаренного продукта, а на патрубке вывода пара установлен воздухоподогреватель, который посредством трубопроводов соединен с вентилятором и одним или более воздуховодами, расположенными тангенциально вертикальному корпусу.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен выпарной аппарат с принудительной циркуляцией, общий вид (разрез); на фиг.2 - горизонтальный греющий диск, разрез; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - схема подачи воздуха внутрь корпуса выпарного аппарата, вид сверху.

Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией содержит вертикальный корпус 1, крышку 2, днище 3. Под днищем 3 расположена основная греющая камера 4. Днище выполнено в виде усеченного конуса и имеет ровную поверхность нагрева.

Внутри вертикального корпуса 1 установлен дополнительный горизонтальный греющий элемент 5 в виде диска (горизонтальный греющий диск 5), он расположен параллельно днищу 3 и на некотором расстоянии от него. Горизонтальный греющий диск 5 закреплен на кронштейнах 6. Такое расположение горизонтального греющего диска 5 обеспечивает разделение исходной жидкости на две части - нижнюю и верхнюю. Во внутреннюю полость 7 горизонтального греющего диска 5 поступает теплоноситель. Патрубок 8 соответственно предназначен для ввода, а патрубок 9 - для вывода теплоносителя. На горизонтальном греющем диске 5 имеются отверстия (трубки) 10, которые предназначены для циркуляции исходной жидкости из нижней части в верхнюю, и наоборот.

На днище 3 смонтировано устройство 11 для очистки поверхности нагрева и удаления осадка, которое выполнено в виде одного или более скребков 12, закрепленных на полом валу 13. Скребок 12 контактирует с поверхностью нагрева и посредством привода осуществляет вращение. Внутренняя полость вала 13 служит патрубком 14 для вывода осадка и упаренной жидкости.

На крышке 2 выполнен патрубок 15 для вывода пара и воздуха (паровоздушной смеси), на котором установлен воздухоподогреватель 16. Вентилятор 17 подает воздух в воздухоподогреватель 16, а подогретый воздух направляется через один или более воздуховодов 18, установленных тангенциально вертикальному корпусу 1, внутрь его.

Патрубок 19 предназначен для подачи исходной жидкости (раствора, продукта) внутрь вертикального корпуса 1.

Выпарной аппарат работает следующим образом.

Через патрубок 19 во внутреннюю полость вертикального корпуса 1 подается исходная жидкость. В основную греющую камеру 4 и дополнительный горизонтальный греющий диск 5 поступает теплоноситель. Применение дополнительного горизонтального греющего диска 5 значительно увеличивает площадь поверхности теплоотдачи и интенсивнее происходит передача тепла.

Вентилятор 17 подает воздух в воздухоподогреватель 16, а подогретый воздух по воздуховоду 18 поступает внутрь вертикального корпуса 1. При этом во внутренней полости корпуса, расположенной над исходной жидкостью, создается вращательное движение воздуха, который, воздействуя на жидкость, приводит ее к интенсивной циркуляции. Причем циркуляции подвергаются верхняя и нижняя части исходной жидкости.

Нижняя часть исходной жидкости находится между двух нагревательных поверхностей - с одной стороны - это днище 3 и основная греющая камера 4, а с другой - нижняя плоскость горизонтального греющего диска 5. Разогрев исходной жидкости в этой части ведет к интенсивной ее циркуляции через отверстия 10.

Выпар вместе с воздухом поднимаются вверх и через патрубок 15 поступают в воздухоподогреватель 16. Охлажденная паро-воздушная смесь выходит в атмосферу. Подогретый воздух поступает внутрь вертикального корпуса 1.

При необходимости через патрубок 19 в аппарат добавляется исходная жидкость.

Периодически включается привод устройства 11 для очистки поверхности нагрева и удаления осадка. Скребок 12 совершает один оборот, очищая поверхность нагрева и смещая осадок в центральную часть днища 3. После завершения этой операции открывается патрубок 14 и осадок удаляется.

Совместное действие всех поверхностей нагрева, циркуляции подогретого воздуха и вращательного движения исходной жидкости способствуют повышению интенсификации процесса выпаривания.

Предлагаемый выпарной аппарат имеет высокую производительность. Применение дополнительного горизонтального греющего диска значительно увеличивает площадь поверхности теплоотдачи, а это способствует повышению интенсификации процесса выпаривания. Конструкция выпарного аппарата позволяет повторно использовать теплоту выпара для подогрева воздуха. Применение устройства для очистки поверхности нагрева и удаления осадка позволяет производить отделение твердых частиц, очищать исходную жидкость и увеличить срок эксплуатации выпарного аппарата.

Изобретение может быть использовано в химической, энергетической или смежных с ними отраслях промышленности. Аппарат содержит вертикальный корпус, греющую камеру, патрубки ввода и вывода исходной жидкости, пара и теплоносителя. Дополнительный горизонтальный греющий диск установлен параллельно днищу и разделяет исходную жидкость на две части, верхняя и нижняя части подвергаются принудительной циркуляции подогретым воздухом, а нижняя часть расположена между двумя поверхностями нагрева. Аппарат оснащен устройством для очистки поверхности нагрева и удаления осадка. Предлагаемый выпарной аппарат обладает высокой производительностью и значительным сроком его эксплуатации. 4 ил.

Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией, содержащий вертикальный корпус с днищем, выполненным в виде усеченного конуса, установленную под днищем основную греющую камеру, дополнительный греющий элемент, установленный параллельно днищу и на некотором расстоянии от него, смонтированное на днище устройство для очистки поверхности нагрева и удаления осадка в виде одного или более скребков, закрепленных на валу, патрубки ввода раствора, вывода упаренного продукта, вывода пара, ввода и вывода теплоносителя, отличающийся тем, что дополнительный греющий элемент выполнен в виде горизонтального диска, вал выполнен полым и его внутренняя полость образует патрубок для вывода упаренного продукта, а на патрубке вывода пара установлен воздухоподогреватель, который посредством трубопроводов соединен с вентилятором и одним или более воздуховодами, расположенными тангенциально вертикальному корпусу.