Прямоточный смешивающий конденсатор Советский патент 1983 года по МПК F28B3/06 F28C3/06 F24H1/10 

Изобретение относится к оборудованию для конденсации паров жидкостей и может быть использовано на предприятиях пищевой, в частности сахарной, а также химической промышленности, где необходимо конденсировать пары жидкостей, например, после вакуум-аппаратов, выпарных установок и пр.

Известен конденсатор, содержащий корпус с патрубками для подвода пара и жидкости. В корпусе установлены с возможностью вращения водораспределители, последовательно включенные по пару 1.

Данный секционный конденсатор обладает высокой эффективностью тепломассообмена, однако его наиболее целесообразно использовать при конденсации парогазовых смесей с высоким содержанием газовой фазы (свыще 30-50% к массе пара), когда тепломассообмен между парогазовой смесью и охлаждающей жидкостью затруднен и требуется интенсификация этого процесса. Тогда оправдывается наличие вращающихся водораспределителей.

При использовании конденсатора в сахарной промыщленности, где содержание неконденсирующихся газов в паре, поступающем на конденсатор, составляет в среднем около 2,5%, а на первой по ходу движения пара секции должно конденсироваться не более 10-20% его количества, указанный конденсатор будет обладать следующими недостатками: во-первых, наличием дополнительного расхода электроэнергии, повышенными габаритами и металлоемкостью ввиду наличия массивных вращающихся частей; во-вторых, повыщенным брызгоуносом (особенно на первой секции, куда должна подаваться чистая вода) вследствие того, что движущийся с большой скоростью пар пересекает струи и капли жидкости, создаваемые инжекторным устройством, и захватывает их с собой; в-третьих, повышенным гидравлическим сопротивлением первой по ходу пара секции - ввиду наличия на пути его движения большого числа конструктивных элементов.

Известен также прямоточный смещивающий конденсатор, преимущественно для сахарного производства, содержащий снабженный патрубками подвода и отвода парогазовой смеси корпус с водораспределителями, последовательно включенными по пару и снабженными патрубками подвода и отвода воды, причем второй по ходу пара водораспределитель выполнен в виде соосных корпусу конусных тарелок, образующих кольцевое сопло для выхода воды, расположенного над конусной обечайкой 2.

Однако в известном конденсаторе наблюдается большое гидравлическое сопротивление, снижающее эффективность теплообмена.

Цель изобретения - повышение эффективности.

Указанная цель достигается тем, что в прямоточном смешивающем конденсаторе, преимущественно для сахарного производства, содержащем снабженный патрубками подвода и отвода парогазовой смеси корпус

с водораспределителями, последовательно включенными по пару и снабженными патрубками подвода и отвода воды, причем второй по ходу пара водораспределитель выполнен в виде соосных корпусу конусных

тарелок, образующих кольцевое сопло для выхода воды, расположенное над конусной обечайкой, первый по ходу пара водораспределитель выполнен в виде кольцевого коллектора, охватывающего корпус, в стенках которого, в зоне этого коллектора,

выполнена кольцевая щель, причем отнощение расстояния между последней и патрубком отвода воды к внутреннему диаметру корпуса составляет 1,0-1,5.

На чертеже изображен конденсатор, об щий вид, разрез.

Прямоточный смешивающий конденсатор содержит снабженный патрубками 1 и 2 подвода и отвода соответственно парогазовой смеси корпус 3 с водораспределителями, 5 последовательно включенными по пару и снабженными патрубками 4 и 5 подвода и отвода воды, причем второй по ходу пара водораспределитель выполнен в виде соосных тарелок 6, образующих кольцевое сопло 7 для выхода воды, расположенное Q над конусной обечайкой 8.

Первый по ходу пара водораспределитель выполнен в виде кольцевого коллектора 9, охватывающего корпус 3, в стенках которого в зонеэтого коллектора выполнена кольцевая щель 10, причем отнощение расстояния между последней и патрубком отвода воды к внутреннему диаметру корпуса составлены 1,0-1,5. В корпусе 3 под первым водораспределителем выполнен кольцевой желоб 11, который подключен к патрубку 5 отвода воды. На днище корпуса размещен 0 патрубок 12 отвода оборотной воды.

Конденсатор работает следующим образом.

Чистая холодная вода через патрубок 4 поступает в кольцевой коллектор 9, в котором благодаря тангенциальному подводу 5 приходит во вращательное движение. Вращаясь, вода вытекает через кольцевую щель 10 и равномерно распределяясь по внутренней поверхности верхней части корпуса 3 конденсатора в виде сплошного тонкого слоя (пленки) стекает в кольцевой желоб 11. Отсюда чистая вода через патрубок 5 удаляется из конденсатора и используется для технологических нужд сахарного завода (например, для питания диффузионных установок) .

Оборотная вода поступает во второй водораспределитель через кольцевые сопла 7 и распределяется в виде сплошных кольцевых завес. Оборотная вода удаляется из конденсатора через патрубок на охладительные устройства. Охлажденная вода опять подается в конденсатор, совершая таким образом замкнутый цикл.

Пар (парогазовая смесь) поступает в конденсатор через патрубок 1 и, двигаясь вниз, вначале частично ко.нденсируется на стекающей пленке чистой воды (в количестве 10-20% в зависимости от ее начальной температуры и технологической схемы), нагревая эту воду практически до температуры насыщения. Затем пар поступает в нижнюю часть конденсатора, где пересекая завесы оборотной воды конденсируется на них, нагревая при этом воду.

Неконденсирующиеся газы отсасываются из конденсатора через патрубок 2 вакуумными насосами.

Предлагаемое выполнение конденсатора позволит снизить его металлоемкость и гидравлическое сопротивление вследствие отсутствия на пути движения пара в первой секции каких-либо устройств, препятствующих его движению.

Благодаря тому, что внутренний диаметр корпуса не превышает внутреннего диаметра приспособления для подачи жидкости, пар не пересекает струи или завесы жидкости, чем предотвращается ее унос вместе с паром.

Экспериментально установлено, что выполнение первого водораспределителя эффективно только в случае применения «пролетного пара, когда на первой по ходу движения пара секции должно конденсироваться не более 25-30% от всего количества поступающего пара, что соответствует условиям свекло-сахарного производства, где на первой секции «пролетным паром нагревается чистая вода, и -пользуемая

затем на технологические ну ж я и где конденсируется при этом не бол; i 10-20 /0 поступающего в конденсатор па )а.

Были найдены также значешя коэффициентов теплоотдачи от «пролетного пара (парогазовой смеси) к стекающей пленке

воды в зависимости от скорости движения парогазовой смеси, содержания в ней воздуха и др., что и позволило определить оптимальные значения отношения высоты орошаемой поверхности Е к внутреннему диаметру корпуса d применительно к условиям

свеклосахарного производства, которые составляют 1,0-1,5.

При выполнении указанного отношения выше 1,5 увеличится металлоемкость конденсатора в то время как температура чистой воды на выходе из конденсатора практически не повысится. При выполнении указанного соотношения ниже 1,0 увеличится недогрев чистой воды на пленочной секции.

ПРЯМОТОЧНЫЙ СМЕШИВАЮЩИЙ КОНДЕНСАТОР преимущественно для сахарного производства, содержащий 10 снабженный патрубками подвода и отвода парогазовой смеси корпус с водораспределителями, последовательно включенными по пару и снабженными патрубками подвода и отвода воды, причем второй по ходу пара водораспределитель выполнен в виде соосных корпусу конусных тарелок, образуйщих кольцевое сопло для выхода воды, расположенное над конусной обечайкой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, первый по ходу пара водораспределитель выполнен в виде кольцевого коллектора, охватывающего корпус, в стенках которого, в зоне этого коллектора, выполнена кольцевая щель, причем отношение расстояния между последней и патрубком отвода воды к внутреннему диаметру корпуса составляет 1,0-1,5. (Л ел ю 00 оо п