Дистиллятор Советский патент 1987 года по МПК B01D1/00 B01D3/00 

Изобретение относится к конструкции дистилляторов и может быть использовано в химической, фармацевтической, полупроводниковой и других отраслях промьшленности для испарения и фракцио1-шой конденсации ве- .щесТв в частности для получения- азотной кислоты особой чистоты.

Цель изобретения - повышение чистоты готового продукта и получение фракций дистиллята с различной степенью чистоты, а таклсе повьшение надежности эксплуатации змеевиков болшой протяженности и исключение фонтанирования исходной жидкости при ее вводе в корпус дистиллятора.

. На фиг. 1 изображен дистиллятор, продольный разрез; на фиг . 2- тоже, |Вид сверху; на фиг, 3 и 4 - схемы потоков в дистилляторе;на фиг.-, 5 - опорная труба, продольный разрез; на фиг. 6 - сечение А-А на фиг. 5; на фиг. 7 - центральная труба, про- дольньш разрез; на фиг. 8 - то же, вид сверху.

Дистиллятор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с крьшкой 2 и днищем 3, центральной трубы 4 с гидрозатвором 5, установленной внутри корпуса 1 по его оси и закрепленной нижним своим кбнцом его днище 3, штуцеров 6-9 ввода к вывода пара, исходной жидкости и дистиллята, опорных вертикальных труб 10, установленных в корпусе 1 по -концентрической окружности вокру центральной трубы 4, колпачков 11 и 12, размещенных коаксиально снарулш верхних н нижних торцов опорных труб и соединяющих их с крьшкой 2 и днищем 3 соответственно, патрубков 13 слива фракций дистиллята, закрепленых в выполненных заглушен шгми нижних g са i .

торцах опорных труб 10 по осям, пере- Днстил-пятор работает следующим

верпутых стаканов 14, .коаксиаль ю надетых внутри опорных труб 10 на патрубки 13 слива фракций дистиллята I и образующих с ними гидрозатворы 15, вертикальных цилинд рических змеевиков 16, коаксиально расположенш11х снаружи опор ных труб 10 и соединяющих верхние и нижние их части своими концами, горизонтальных перегородок 17, закреплен.ньп: в верхних частях опорных труб 10, выполненных с центральными от--- верстиями 18 и делящих опорные тру50

образом.

Пар очрщаемого вещества, наприм азотной кислоты, вводят через боко вой верхний штуцер 6 в камеру 9 первой по ходу движения пара опорной трубы 10. Из камеры 19 этой тр бы 10 пар поступает в змеевик 16, который в нем за счет наружного ох 55 лшкдения исходной жидкостью, запол няющей полость 28 корпуса 1, част но конденсируется с образованием первой фракции дистиллята , которая стекает вниз по змеевику 16 вместе

бы 10 на расположен;Ш1е одна над другой камеры 19 ввода п-ара, -соединен- ш.е с входами змеевиков 16, и камеры 20 вывода пара, паровых патрубков 21, коаксиально располо;«енньж внутри камер 19 ввода пара, закрепленных своими концами в центра:аьнык отверстиях 18 горизонтальных перёго- родок 17 и последовательно соединяющих камеры 20 вывода пара каждой пре- Д)1дущей опорной трубы 10 со штуцера- г-Ш б ввода пара, закреплекными на к,алсд-ой последующей опорной трубе 10

15 и соединенными с их камерами

IQ

ввода -пара, и дополнительного вертикального цилиндрического змеевика 22. коаксиапьно размещенного па це;-1Т аль- ной трубе 4 и соединет-п- ого своим входом с выходом парового патрубка 21 последней по ходу дчижспия пара опорной трубы 10, а выходом с гидроз-атвором 5.

8 ввода исходной ж1-тдкости

соединен с верхним колпачком 11 первой по ходу движения пара опорксй трубы 10. В донышках 23 перезернзгтых стаканов 14 вьгполнеи : протизосифон- ные отверстия 24. Нижние концы змеевиков 16 опорных труб 0 введены

внутрь их и выполнены в виде сепараторов 25 со скошенными кромками, на- правле.-лными гга внутренние стенки опорных труб 0 над перевернуты :ги

Стаканами 14.

Опорные трубы 10 вьшолнепы с выступами 26, на которых закрештены змеевики 16. Кроме того, дистиллятор снаблсен антифонтанирующин перфорированным цилиндром 275 закрепленным на верхнем торце центральной трубы 4, который выполнен и соединен -с вну1 ренним пространством 28 корпуса

образом.

Пар очрщаемого вещества, например азотной кислоты, вводят через боковой верхний штуцер 6 в камеру 9 первой по ходу движения пара опорной трубы 10. Из камеры 19 этой трубы 10 пар поступает в змеевик 16, который в нем за счет наружного ох- лшкдения исходной жидкостью, заполняющей полость 28 корпуса 1, частично конденсируется с образованием первой фракции дистиллята , которая стекает вниз по змеевику 16 вместе

с паром. Эта паро-жидкостная смесь поступает в сепаратор 25 и разделяется на жидкую фракцию дистиллята, которая с острых концов сепаратора 25 стекает на внутреннюю стенку нижней части данной опорной трубы 10 и далее через гадрозатвор 15 поступает на слив через патрубок 13. При этом отделенный в сепараторе 25 пар по камере 20 поднимается вверх и через центральное отверстие 18 поступает в патрубок 21, из которого он вводится в боковой штуцер 6 следующей по.ходу движения пара опорной трубы 10.

Таким образом, из кажого змеевика 16 всех опорных труб 10 отбираются соответствующие фракции дистиллята. Пройдя последовательно все опорные трубы 10, оставшиеся несконденсированные пары окончательно конденсируются в змеевике 22 и в виде последней фракции дистиллята выводятся через гидрозатвор 5 и штуцер 9, а несконденсированные газы - через газоотводной штуцер 29.

1

Для конденсации паров в змеевиках 1& и 22 в пространство 28 корпуса 1 через штуцер 8 или штуцер 30 вводится хладагент, которым может быть исходная жидкость.

В этом случае конденсация паров может осуществляться жидкостью, испаряющейся ниже температуры конденсации паров в змеевиках 16 и 22. Жидкость вводится через центральный нижний штуцер 31 центральной трубы 4 на поверхность зеркала испарения. Парь этой жидкости выводятся через центральный штуцер 7, а в змеевиках 16 и 22 конденсируется пар в условиях максимальной термостабильности и при максимальном коэффициенте теплопередачи, чем обеспечивается минимальная разность температур .между стенкой змеевиков 16 к 22 к точкой росы паров, что предотвращает обратный переход примесей из паровой фазы в дистиллят и большую чистоту полу- - чаемьрс фракций.

Для предотвращения накипи на змеевиках 16 и 22 часть испаряющейся жидкости через центральный нижний боковой штуцер 30 и. гидрозатвор 32 вьтодится, а для предотвращения фонтанирования подаваемой снизу через штуцер 31 жидкости, верхняя часть L..

27895

центральной трубы 4 имеет антифон- танирующий перфорированньш цилиндр 27.

Конденсация паров может осуществляться также испарением в межзмееви- ковом пространстве 28 корпуса 1 под меньшим давлением части получаемого в змеевиках 16 и 22 дистиллята путем возврата его через гидрозатвор 32 -в

TQ пространство 28 корпуса 1. Б этом случае температура кипения в пространстве 28 будет ниже на величину гидрозатвора 32 и, помимо преимуществ, изложенных выше, будет значительно

15 уменьшена опасность загрязнения внутренней поверхнЬсти змеевиков 16 и 22 при их повреждении и пропусках, а следовательно, будет меньше брак готовой продукции при их охлаж20 дении посторонним хладагентом.

Для восполнения теплового баланса центральный 22 или периферийные змеевики 16 должны охлаждаться циркулирующим конденсатом.

25 Upe naraeNJbrti дистиллятор позволяет получить фракции дистиллята различной чистоты, выделить наиболее чистую фракцию с содержанием отдельных примесей, равным ьшллионным долям про-.

30 цента по массе и менее. Кроме того, при изготовлении дистиллятора из хрупкого материала, как кварцевое стекло, его конструкция позволяет перевозить корпус и внутренние узлы

35 раздельно, монтируя их на место, избежать боя, повысить транспортабельность аппарата, надежно его эксплуатировать и оперативно осуществлять необходимый ремонт.

40

Формула изобретения

1. Дистиллятор, содержащий верти- кальный цилиндрический корпус с крьшкой и днищем, центральную трубу с

гидрозатвором, установленную внутри корпуса по его оси и закрепленную нижним своим концом в его днище, и штуцером.ввода и вывода пара, исходной жидкости и дистиллята, о т л и г чающийся тем, что, с целью повышения чистоты готового продукта и получения фракций дистиллята с различной степенью чистоты, он снабжен

опорными вертикальными трубами,

установленными в корпусе по концентрической окружности вокруг центральной трубы, колпачками, размещенными коаксиально снаружи верхних и ниж

кйх торцов опорных труб и соединяющи мй их с крьшшой и днищем соответственно патрубками слива фракций дистил лята, закрепленными в выполненных заглушенными нижних торцах опорных труб по их осям,, перевернутыми стаканами, коаксиально-надетыми внутри опорных труб на патрубки слива фракций дистиллята и образующими с ними гидрозатворы, вертикальными цилиндрическими змеевиками, коаксиально расположенными снаружи опорных труб и соединяющими верхние и их части своими концами, горизонтальны- ми перегородками, закрепленными в верхних частях опорных труб, выполненными с центральными отверстиями и делящими опорные трубы на расположенные друг над другом камеры ввода пара, соединенные с входами змеевиков, -и камеры вывода пара, паровыми патрубками, коаксиально расположенными внутри камер ввода пара, закреп ленными одними своими концами в центральных отверстиях горизонтальных перегородок и последовательно соединяющими камеры вывода пара каждой предыдущей опорной трубы со штуцерами ввода пара, закрепленными на каждой последующей опорной трубе и соединенными с их камерами ввода пара, и дополнительным вертикальньп цилинд278956

рическим змеевиком, коаксиально размещенным на центральной трубе и соединенным своим входом с выходом парового патрубка последней/по ходу дви- 5 женил пара опорной трубы, а выходом - с гидрозатвором, при этом штуцер ввода исходной жидкости соединен с верхним колпачком первой по ходу движения пара опорной трубы, в доньш- 0 ках перевернутых стаканов выполнены противосифонные отверстия нижние концы змеевиков труб введены внутрь их и выполнены в виде сепараторов со скошенными кромками, направленны- 5 ми на -внутренние стенки опорных труб над перевернутыми стаканами,

2.Дистиллятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности эксплуатации

20 змеевиков большой протяженности, . опорные трубы выполнены с выступами, на которых закреплены змеевики.

3.Дистиллятор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что,

- с целью исключения фонтанирования исходной жидкости при ее вводе в

корпус дистиллятора через центральную трубу, он снабжен перфорированным цилиндром, закрепленным на верх- 30 нем торце центральной трубы, который выполнен открытым и соединен с внутренним пространством корпуса.

б 6 б 6 6 2i

,

1д 16

20 /J

Н

I1 I1 I1

i

/J /5

фиг. 2

2i

Пар

V7

Ъ2

5/ 29

i

U

J2

.

-5/ 2

Фиг. 5

21

J

J-

фиг. 7

Редактор E. Папп

Составитель А. Трифонов

Техред Л.Сердюкова Корректор А. Зимокосов

Заказ 3419/5Тираж 656Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение может быть использовано для испарения и фракционной конденсации веществ, в частности для получения азотной кислоты особой чистоты. Цель изобретения состоит в повышении степени чистоты готового продукта и получении фракций дистиллята с различной степенью чистоты. Дистиллятор содержит вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, центральную трубу с гидрозатвором и щтуцеры ввода и вывода пара, ввода исходной жидкости и вывода дистиллята. Вокруг центральной трубы по концентрической окружности установлены опорные вертикальные трубы. Коаксиально снаружи верхних и нижних торцов опорных труб размещены колпачки. Внутри опорных труб коаксиально надеты на патрубки слива фракций дистиллята перевернутые стаканы, образующие с ними гидрозатворы. Снаружи о юрных труб коаксиально расположены вертикальные цилиндрические змеевики, закрепленные на выступах. В верхних частях опорных труб 3акреплега 1 горизонтальные перегородки с центральными отверстиями, которые делят опорные трубы на камеры ввода пара, соединенные с входами змеевиков, и камеры вывода пара. Паровые патрубки, коаксиально расположенные внутри камер ввода пара, закрепленные одними своими концами в центральных отверстиях горизонтальных перегородок последова- , тельно соединяют камеры вывода пара каждой предыдущей опорной трубы со штуцерами ввода пара, закрепленными на каждой последующей опорной трубе и соединенными с их камерами ввода пара. На центральной трубе коаксиально размещен дополнительный вертикальный цилиндрический змеевик, соединенный своим входом с выходом парового патрубка, последний по ходу движения пара опорной трубы, а выходом с гидрозатвором. В доньшках перевернутых стаканов выполнены противосифонные отверстия. Нижние концы змеевиков опорных труб введены внутрь них и выполнены в виде сепараторов со скошенными кромками. Нв верхнем торце центг ральной трубы закреплен антифонтани- рующий перфорированный цилиндр, который сообщен с внутренним пространством корпуса дистиллятора. 2 з,п. ф-лы, 8 ил. (Л