Многоступенчатая выпарная установка Советский патент 1983 года по МПК B01D1/26 B01D1/22 

t54) МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ ВЫПАРНАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к выпарной технике и может быть применено в прямоточных многоступенчатых .выпарных установках.

Известны выпарные установки,включающие, насосы и паровые эжекторы, применяемые в них для перекачивания раствора между ступенями t lНедостатком таких установок является, невозможность широкого регулирования производительности и невысокая Нсщежность, обусловленные применением насосов, а также понижение концентрации раствора при смешении его с паром в эжекторе.

Известна многоступенчатая выпарная установка, содержащая последовательно установленные трубчатые выпарные аппараты, соединенные по раствору посредством трубопровода с гидрозатвором, и трубчатый подогреватель раствора с верхней и нижней растворными камерами,, установленный между выпарными аппаратами 2.

Применение в известной установке поверхностного подогревателя раствора перЬд подачей в следующий корпус обеспечивает более полное использо- , вание тепла .греющего пара, но не поз-.

воляет ткаэаться от промежуточных насосов между корпусами.

Указанный недостаток значительно затрудняет применение такой установки при переменном расходе выпариваемого раствора и неравномерном отборе с нее экстра-пара.

Цель изобретения - повышение про|Q изводительности установки.

Поставленная цель достигается тем, что-в многоступенчатой выпарной установки, содержащей последовательно установленные вертикальные трубчатые выпарные аппараты, соединенные по раствору посредством трубопровода с гидрозатвором/ и трубчатый подогреватель раствора с верхней и нижней растворными камерами, установленный между выпарными аппаратами, подогре20ватель раствора подключен межтрубным пространством к межтрубному пространству предыдущего выпарного аппарата и снабжен многосопловым паровым эжектором, размещенным в нижней камере,

25 при этом сопла эжектора установлены, с наклонньм к ее,оси и подключены к межтрубному пространству предыдущего выпарного аппарата.

В выпарной установке предлагаемой

30 конструкции обеспечивается дополнительный подогрев раствора в подогревателе и паровом эжекторе,а также более равномерное орошение раствором поверхности нагрева, что позволяет повысить ее производительность.

Подогреватель в установке расположен на такой высоте, что при заданной разности давления вторичного пара в выпарных аппаратах раствор буде интенсивно вскипать на выходе из верхней .камеры подогревателя при нагревании в нем -раствора выше темгт ратуры кипения в выпарном аппарате. В случае уменьшения давления вторичного пара между .корпусамивыпар,ной установки пре. дуемо трен а подача греющего пара из предыдущего корпуса в паровой эжектор, расположенный в нижней камере подогревателя Для большей эффективности работы парового эжектора его рабочие сопла расположены по всему периметру нижне камеры с шнимaльным зазором и небольшим- наклоном к оси камеры..Это позволяет турбулизовать по всему сечению камеры, а следовательн повышает интенсивность теплообмена при смешении пара с раствором и .производительность эжектора за счет увеличения средней скорости потока.

На чертеже изображена многоступен чатая выпарная установка, общий вид

Установка содержит вертикальные трубчатые выпарные аппараты 1 и 2 с верхней камерой 3 и нижней камерой 4 для первого аппарата и верхней камерой 5 для второго аппарата по ходу раствора. .Нижняя камера 4 и верхняя камера 5 соединены посредством гидравлического затвора б и трубы 7. В нижней части гидрозатвора б установлен трубчатый .подогреватель 8 раствора. Межтрубное пространство выпарного аппарата 1 соединено трубой .с .клапаном 9, связанным с датчиком 10, с межтрубным пространством подогревателя 8. В нижней камере 11 подогре вателя 8 размещен многосопловый .паровой эжектор 12 с соплами 13, закрыты крышкой 14 и соединенный трубой с клапаном .15 а межтрубным пространством выпарного аппарата 1. Датчик 16 управляет работой- клапана 15. В трубы 17 подогревателя 8 с зазором установлены полые цилиндрические вытеснители 18 с навитой на них по спирали лентой 19 . Верхняя камера 20 подогревателя 8 соединена трубой 7 с верхней камерой 5 выпарного аппарата 2.

Установка работает следующим образом,

В верхних камерах 3 и 5 соседних корпусов при пуске установки создается разность давления. Поступающий на выпаривание в верхнюю камеру 3 раствор закипает в трубах выпарного

аппарата 1 и стекает в нижнюю камеру 4. Под действием разности давления вторичного пара в верхних камерах 3 и 5 раствор заполняет гидравлический затвор б, трубы 17 подогревателя 8 и частично трубу 7. При достижении раствором датчика 10 от крывается автоматический клапан 9 и пар из греющей камеры выпарного аппарата 1 поступает в греющую камеру подогревателя 8. В трубах 17 подогревателя 8 раствор нагревается без смешения с паром выше температуры его кипения в выпарном аппарате 1, так как подогреватель расположен ниже выпарного аппарата. При движении раствора за счет снижения давления он вскипает на выходе из верхней камеры 20. Под действием разности плотностей некипящего раствора в левой ветви петли гидравлического затвора и кипящего в правой его ветви, кипящийраствор полностью заполняет трубу 7 и перетекает в верхнюю камеру 5 выпарного аппарата 2, В случае увеличения количества раствора, поступающего на выпаривание, и уменьшения разности давления вторичного .пара в камерах 3 и 5 раствор скапливается в камере 4 и ег уровень достигает датчика 16. Сигнал с датчика поступает на автоматический клапан 15, который открывается и пар из греющей камеры выпарного аппарата 1 поступает через крышку 14 в сопла 13 парового эжектора 12. При смешении пара с раствором последний интенсивно вскипает, что увеличивает его расход через теплообменник и приводит к понижению уровня раствор, в камере 4. Когда уровень раствора и камере 4 станет ниже датчика 10, клапан 15 закроет.ся и подача пара в эжетор прекратится. Для повышения коэффициента теплопередачи теплообменника , а следовательно, уменьшения ег1габаритов, раствор в трубах 17 прохо дит через кольцевой канал, образованный вытеснителем 18, заглушенным, с обоих концов. С цельюповышения интенсивности теплообмена раствор движется в кольцевом канале по винтоаой линии, образованной лентой 19, навитой по спирали на вытеснитель 18 и соприкасающейся со стенками трубы 17 ,

Использование изобретения позволяет отказаться от применения промышленных насосов для перекачива-ния раствора между корпусами/ Собыч- но для выпарных установок пищевой промышленности поверхность нагрева подогревателя составляет не более 10% от поверхности теплообмена выпарного аппарата,.

Технико-экономическая эффективность от применения предлагаемой установки . обусловлена устранением

дорогостояидах насосов, уменьшением расхода электроэнергии, упрощением обслуживания установки, повышением ее производительности путем более равномерного орсшения при отсутствии насосов.

Формула иэрбретения

Многоступенчатая выпарная установ-10 ка, содержащая последовательно установленные вертикальные трубчатые выпарные аппараты, соединенные по раствору посредством трубопровода с гидрозатвором, и трубчатый подогревательf5 раствора с верхней и нижней растворными камерами, установленный между выпарными аппаратами, отличающаяся тем, что, с целью повышения её производительности, подогреватель раствора подключен межтрубным .пространством к межтрубному пространству предыдущего выпарного аппарата и снабжен многосопловым паровым эжектором, размещенным в нижней . камере, при этом сопла эжектора установлены с наклоном к ее оси и подключены к межтрубному пространству предыдущего выпарного аппарата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Патент Швеции № 181396, кл. 12 а, 2, 1962,

2.Патент США 2941590, кл. 159-47, I960.