ВЫПАРНОЙ АППАРАТ Российский патент 2005 года по МПК B01D1/12 B01D1/14 

Изобретение относится к выпарным аппаратам и может найти применение в энергетической, целлюлозно-бумажной, химической, металлургической промышленности для упаривания загрязненных жидкостей.

Известен выпарной аппарат с принудительной циркуляцией воздуха, подаваемого через тангенциальные воздуховоды, содержащий вертикальный корпус с днищем и установленной под ним основной греющей камерой, дополнительный греющий элемент, установленный параллельно над днищем, смонтированное на днище устройство для очистки поверхности нагрева и удаления осадка, патрубки ввода раствора, вывода упаренного продукта и пара, ввода и вывода теплоносителя (Патент RU №2197312, МКИ 7 B 01 D 1/12).

Недостатком данной конструкции выпарного аппарата является установленный в корпусе дополнительный греющий элемент. Он замедляет скорость вращения жидкости, уменьшает интенсивность теплоотдачи от греющих поверхностей и препятствует концентрации взвеси около патрубка вывода упаренного продукта.

Известен выпарной аппарат с принудительной циркуляцией воздуха, подаваемого через тангенциальные воздуховоды, содержащий вертикальный корпус с днищем - теплообменником в виде усеченного конуса, воздуховод для отвода паровоздушной смеси с воздухоподогревателем, установленные на крышке, устройство для очистки поверхности нагрева и удаления осадка, патрубки подачи и отвода жидкости (Патент RU №2197311, МКИ 7 В 01 D 1/12).

Данное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.

Недостатками прототипа являются отсутствие обогрева вертикального корпуса, радиальный ввод жидкости под ее поверхность и ввод воздуха в корпус под углом 90° между образующей корпуса и осью воздуховода, что не позволяет эффективно использовать поверхность корпуса над уровнем жидкости для интенсификации процесса упаривания.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности выпарного аппарата и подавление брызгообразования.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем вертикальный корпус с патрубками ввода воздуха и жидкости, днище в виде теплообменной поверхности, крышку с воздухоподогревателем, приспособление для очистки днища и патрубок для удаления осадка, тангенциальные патрубки ввода воздуха выполнены с наклоном к днищу, патрубки ввода жидкости расположены тангенциально под воздушными патрубками, и боковая поверхность корпуса выполнена в виде теплообменной поверхности.

Изобретение иллюстрируется чертежом выпарного аппарата (общий вид с разрезом).

Выпарной аппарат содержит обогреваемый вертикальный цилиндрический корпус 1 и днище 2, крышку 3 с пережимом 4 для отвода паровоздушной смеси, воздухоподогреватель 5, установленный над пережимом 4. Из воздухоподогревателя 5 воздух направляется через один или более патрубков (воздуховодов) 6, установленных тангенциально внутренней поверхности корпуса и наклоненных к днищу, внутрь аппарата с помощью вентилятора 7. Патрубок или патрубки 8, расположенные тангенциально внутренней поверхности корпуса, служат для подачи исходного продукта на внутреннюю поверхность корпуса 1. В центре днища 2 расположен патрубок для удаления осадка 9 и приспособление для очистки днища от загрязнений 10.

Выпарной аппарат работает следующим образом.

Через патрубки 8 на внутреннюю поверхность корпуса 1 выпарного аппарата подается исходная жидкость. Атмосферный воздух вентилятором 7 прокачивается через воздухоподогреватель 5, установленный над пережимом 4 крышки 3, нагревается от эвакуируемой через пережим 4 паровоздушной смеси и через воздуховоды 6, установленные под наклоном к днищу тангенциально боковой поверхности корпуса 1, вводится в верхнюю часть рабочего объема выпарного аппарата.

Закрученный поток воздуха размывает поступающую из патрубков 8 исходную жидкость по стенке корпуса 1 и по спиральной траектории сгоняет ее вниз. При взаимодействии воздушного потока с жидкостью возможен отрыв капель. Для их возврата воздуховоды 6 выполнены с наклоном, и поступающий через них воздух прибивает капли к поверхности жидкости.

Испарение жидкости в аппарате обуславливается подводом к ней теплоты как от теплообменных поверхностей, расположенных на корпусе 1 и днище 2, так и от подогретого в воздухоподогревателе 5 воздуха. Причем передача теплоты от воздуха происходит не только к поверхности жидкостного объема, но и к тонкому слою жидкости на вертикальных стенках корпуса 1. Интенсивность испарения и упаривания раствора при этом резко возрастают.

В процессе упаривания жидкости на днище 2 концентрируются загрязнения. Для очистки днища и удаления осадка предназначено приспособление 10 и патрубок 9.

Приведенные выводы подтверждены исследованиями на лабораторной модели выпарного аппарата.

Предлагаемый выпарной аппарат имеет высокую эффективность и надежность. Применение в конструкции выпарного аппарата дополнительной теплообменной поверхности на вертикальном корпусе, наклонных тангенциальных патрубков для ввода воздуха и расположенных под ними тангенциальных патрубков для ввода исходной жидкости позволяет увеличить площадь поверхности испарения жидкости и производительность выпарного аппарата.

Изобретение может быть использовано в энергетической, целлюлозно-бумажной, металлургической-химической промышленности для упаривания загрязненных жидкостей. Выпарной аппарат содержит теплообменную поверхность, патрубки ввода воздуха и исходной жидкости. Дополнительная теплообменная поверхность является корпусом выпарного аппарата, патрубки ввода воздуха выполнены с наклоном к днищу, тангенциальные патрубки ввода жидкости расположены под воздушными патрубками. Предлагаемый выпарной аппарат позволяет предотвратить каплеобразование и увеличить производительность устройства. 1 ил.

Выпарной аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с днищем - теплообменником, крышку с пережимом для отвода паровоздушной смеси с воздухоподогревателем, устройство для очистки поверхности нагрева, патрубки подвода воздуха, жидкости и удаления осадка, отличающийся тем, что боковая поверхность корпуса выполнена в виде теплообменной поверхности, патрубки ввода воздуха выполнены с наклоном к днищу и тангенциальные патрубки ввода жидкости расположены под воздушными патрубками.