Выпарной аппарат Советский патент 1989 года по МПК B01D1/12 B01D13/00 

1

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к выпарным аппаратам и может быть использовано в химической, химико-фармацевтической, микробиологической, пищевой и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является сокращение потерь упариваемого продукта, уменьшение габаритов выпарного аппарата и снижение энергозатрат.

На чертеже изображен предлагаемьй выпарной аппарат, общий вид.

Выпарной аппарат содержит греющую камеру 1 с трубами 2, закрепленными в трубных решетках 3 и 4, штуцеры подвода пара 5 и отвода конденсата 6, В верхней части аппарата установлен сепаратор 7 с цилиндрическим корпусом 8, трубными решетками 9 и 10, трубчатыми элементами 11, выполненными из материала, проницаемого для паров растворителя. Нижняя трубная решетка 9 установлена над греющей

камерой 1 с образованием камеры 12 нагретого раствора, а верхняя решетка 10 образует с крьш1кой 13 сепаратора камеру 14 упаренного раствора, подключенную к циркуляционной трубе 15, на которой установлен патрубок 16 подачи исходного раствора. Сепаратор снабжен патрубком 17 отвода паров растворителя (вторичного пара), который подключен к межтрубному пространству 18 сепаратора, и патрубком 19 отвода упаренного раствора. Аппарат снабжен циркуляционным насосом 20, подключенным к греющей камере посредством напорного трубопровода 2 1.

Выпарной аппарат работает следующим образом.

Раствор, подлежащий упариванию, через патрубок 16 заполняет циркуляционную трубу 15, 1П1ркуля1Шонный насос 20, напорный трубопровод 21, теп- лообменные трубы 2, камеру 12 и полые трубчатые элементы 1 1 . nocJie заполне(Л

4

сл |

со 4

31457940

ния аппарата включают циркуляционный

насос 20 и обеспечивают циркуляцию раствора по замкнутому контуру без разрьта сплошности потока. Через шту- цер 5 в межтрубное пространство греющей камеры 1 подается греющий пар, где, конденсируясь на наружной поверхности теплообменных труб 2, он передает тепло раствору. Конденсат уда- IQ ляется через штуцер 6. Раствор поступает в теплообменные трубы 2 в зоне нижней трубной решетки 4, перемещается внутри теплообменных труб 2 под действием давления, создаваемого на- 15 сосом 20 к верхней трубной решетке 3. На этом пути он воспринимает тепло конденсирующегося пара и нагревается.

Из труб 2 греющей камеры упаривае- JQ мый раствор попадает в трубчатые элементы 11 сепаратора 7 и соприкасается с внутренней поверхностью полых трубчатых элементов 11, проницаеВ предлагаемом выпарном аппарате вследствие использования свойств селективных мембран пропускать толь- ко пары растворителя попадание во вторичный пар растворенного вещества исключено. Унос раствора со вторичным паром невозможен, так как система пар - раствор разделена мембраной. Отпадает необходимость в устройствах для первичной сепарации пара - экранов, отбойников и т.д. Становятся ненужными устройства для вторичной сепарации пара - жалюзи, сетки, циклоны и т.д. Габариты и масса аппарата резко сокращаются. Качество очистки вторичного пара определяется селективностью использованной мембраны. Резко сокращаются потери упариваемого продукта со вторичным паром. Кроме того, снижаются энергозатраты на осуществление принудительной циркуляции раствора, так как в контурах циркуляции имеет место движение однофазных

ЛЫЛ У У ii. л. - f --ЛГ -

мых для паров растворителя, представ- 25 потоков и образован замкнутый контур

ляющих собой селективную мембрану, например целофан. Через микропоры мембраны растворитель диффундирует внутри стенки трубчатых элементов 11 (мембран) и в слое, близком к наружной поверхности, вскипает. От наружной поверхности полых трубчатых элементов 11 растворитель удаляется в виде вторичного пара, который поступает в межтрубное пространство 18 и через патрубок 17 отвода пара направляется в конденсатор (не показан) . При перемещении внутри полых трубчатых элементов 11, от нижней трубной решетки 9 к верхней трубной решетке 10 температура раствора снижается, .так как имеют место затраты .тепла на испарение, раствор охлаждается. За счет удаления растворителя, концентрация его повышается.

Охлажденный раствор по циркуляционной трубе 15 поступает в циркуляционный насос и через напорньй трубопровод 21 нагнетается в теплообменные трубы 2 греющей камеры 1 в зоне нижней трубной решетки 4, где нагревается. Далее процесс повторяется.

30

циркуляции раствора без разрыва сплошности потока.

Формула изобретения

40

Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией раствора, содержащий трубчатую греющзпо камеру, установлен ный над греющей камерой сепаратор с

35 патрубками отвода вторичного пара и раствора, циркуляционную трубу, циркуляционный насос, отличающийся тем, что, с целью сокращения потерь упариваемого продукта, уменьшения габаритов аппарата и снижения энергозатрат, сепаратор снабжен верхней и нижней трубными решетками и закрепленными в них трубчатыми элементами, выполненными из мате 5 риала, проницаемого для паров раство рителя, и подключенными к трубам гре ющей камеры, при этом верхняя трубная решетка образует с крышкой сепаратора камеру упаренного раствора,

50 подключенную к циркуляционной трубе, а межтрубное пространство сепаратора подключено к патрубку отвода пара.

В предлагаемом выпарном аппарате вследствие использования свойств селективных мембран пропускать толь- ко пары растворителя попадание во вторичный пар растворенного вещества исключено. Унос раствора со вторичным паром невозможен, так как система пар - раствор разделена мембраной. Отпадает необходимость в устройствах для первичной сепарации пара - экранов, отбойников и т.д. Становятся ненужными устройства для вторичной сепарации пара - жалюзи, сетки, циклоны и т.д. Габариты и масса аппарата резко сокращаются. Качество очистки вторичного пара определяется селективностью использованной мембраны. Резко сокращаются потери упариваемого продукта со вторичным паром. Кроме того, снижаются энергозатраты на осуществление принудительной циркуляции раствора, так как в контурах циркуляции имеет место движение однофазных

потоков и образован замкнутый ко

циркуляции раствора без разрыва сплошности потока.

30

Формула изобретения

Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией раствора, содержащий трубчатую греющзпо камеру, установленный над греющей камерой сепаратор с

патрубками отвода вторичного пара и раствора, циркуляционную трубу, циркуляционный насос, отличающийся тем, что, с целью сокращения потерь упариваемого продукта, уменьшения габаритов аппарата и снижения энергозатрат, сепаратор снабжен верхней и нижней трубными решетками и закрепленными в них трубчатыми элементами, выполненными из материала, проницаемого для паров растворителя, и подключенными к трубам греющей камеры, при этом верхняя трубная решетка образует с крышкой сепаратора камеру упаренного раствора,

подключенную к циркуляционной трубе, а межтрубное пространство сепаратора подключено к патрубку отвода пара.

Изобретение относится к устройствам для концентрирования растворов и позволяет сократить потери упариваемого продукта, уменьшить габариты аппарата и снизить энергозатраты. Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией раствора содержит греющую трубчатую камеру, сепаратор с трубными решетками, в которых закреплены трубчатые элементы, выполненные из материала, проницаемого для паров растворителя, и подключенные к трубам греющей камеры Аппарат снабжен циркуляционной трубой и циркуляционным насосом, 1 ил.