ВЫПАРНОЙ АППАРАТ Советский патент 1994 года по МПК B01D1/22 

Изобретение относится к выпарной технике, а именно к выпарным аппаратам с нисходящей пленкой жидкости, и может быть использовано в дистилляционных опреснительных установках, в выпарных установках для упаривания солесодержащих стоков в металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение надежности работы аппарата.

На чертеже представлена принципиальная схема аппарата.

Выпарной аппарат состоит из вертикального корпуса 1, верхней паровой камеры 2, распределительной растворной камеры 3, ограниченной верхней 4 и промежуточной 5 трубными решетками, нижней подвижной трубной решетки 6 и нижней растворной камеры 7. Пучок теплообменных эластичных труб 8 из полимерного материала пропущен через отверстия трубных решеток и укреплен в верхней 4 и нижней 6 трубных решетках.

В отверстия решетки 5 установлены пленкообразователи 9, которые могут быть выполнены, например, в виде пластмассовых втулок с продольными узкими ребрами. Компенсатор температурных удлинений труб (рукавов) 8 содержит емкость 10 (неподвижный элемент компенсатора), выполненную из трубы и заполненную жидкостью до штуцера 11 отвода конденсата. Емкость 10 установлена по оси аппарата и ее верхний торец выставлен выше дна 12 аппарата на высоту большую, чем может быть уровень упаренной жидкости в нижней растворной камере 7. Внутри емкости 10 установлена трубы 13, которая вварена в днище камеры 14 для сбора конденсата греющего пара, а сама камера 14 соединена с решеткой 6 (все это составляет подвижный элемент компенсатора). При такой сборке емкость 10, заполненная жидкостью, образует вместе с трубой 13 подвижный гидравлический затвор. Длина емкости 10 и трубы 13 должна выбираться с учетом перепада между давлением греющего пара, поступающего внутрь труб 8 (рукавов), и давлением вторичного пара, образующегося в аппарате. Емкость 10 и труба 13 центрируются относительно друг друга, например, с помощью бобышек или планок (не показаны). Противовес 15, выполненный например, в виде кольцевого элемента, соединен с решеткой 6 при помощи блоков 16. Противовес 15 может быть выполнен также, например, в виде емкостей, заполненных при работе аппарата упариваемой жидкостью, либо из отдельных, симметрично размещенных относительно друг друга цилиндрических элементов. Противовес 15 уравновешивает массу подвижной части компенсатора температурных удлинений труб 8, т.е. решетку 6, камеру 14 для сбора конденсата греющего пара и трубы 13, но не полностью, с тем, чтобы обеспечить небольшое начальное усилие натяжения на каждый рукав, например 0,15-0,2 кг.

На трубе 13 подвижного элемента компенсатора установлен козырек 17, выполненный из эластичного материала и охватывающий верхний торец емкости 10, который предотвращает попадание брызг упаренной жидкости в конденсат греющего пара. Внутри трубы 13 установлена газоотводящая труба 18 для отвода парогазовой смеси (неконденсирующихся газов с остатками несконденсированного греющего пара). Верхний торец трубы 18 выведен в паровое пространство камеры 14 и снабжен отбойником 19. Нижний конец трубы 18 выведен из емкости 10 и снабжен вентилем 20 или другим устройством регулирования отсоса газов. Аппарат снабжен штуцером 21 подвода греющего пара, штуцером 22 отвода вторичного пара, штуцером 23 подвода жидкости в распределительную растворную камеру 3, штуцером 2 отвода из аппарата упаренной жидкости. Конденсат греющего пара отводится через штуцер 11.

Выпарной аппарат работает следующим образом.

Греющий пар через штуцер 21 поступает в верхнюю паровую камеру 2, а из нее - внутрь теплообменных эластичных труб (рукавов) 8 из полимерного материала, придавая им устойчивую цилиндрическую форму за счет перепада давлений в межтрубном и трубном пространствах. Конденсат греющего пара поступает из труб 8 в камеру 14 для сбора конденсата, а из нее - в трубу 13, уровень в которой в связи с перепадом давления устанавливается ниже штуцера 11 отвода конденсата.

Температурное удлинение труб 8, возникающее при подаче греющего пара, компенсируется опусканием подвижного элемента компенсатора (нижняя трубная решетка 6, камера 14 для сбора конденсата, труба 13) в емкости 10 и поднятием противовеса 15, связанного с нижней трубной решеткой 6, чем обеспечивается сохранение величины первоначально заданного усилия натяжения труб 8.

Неконденсирующиеся газы с остатками пара по газоотводящей трубе 18 отводятся из аппарата. Исходная жидкость (раствор) через штуцер 23 поступает в распределительную растворную камеру 3 и образует на промежуточной трубной решетке 5 подпорный слой, высота которого определяется сопротивлением пленкообразователей 9. Сформированная пленкообразователями 9 пленка жидкости стекает по наружной поверхности труб 8 на решетку 6. При этом жидкость частично упаривается за счет теплоты конденсирующегося внутри труб 8 греющего пара. Упаренная жидкость с решетки 6 сливается в камеру 7, из которой отводится через штуцер 24. Образованный при упаривании жидкости вторичный пар отводится из аппарата через штуцер 22.

При повышении давления греющего пара выше заданного происходит "пробой" гидрозатвора и греющий пар проходит в паровое пространство камеры 7, предотвращая тем самым порыв труб 8.

Технико-экономические преимущества предлагаемого выпарного аппарата с известным заключаются в следующем. Исключается порыв теплообменных эластичных труб при повышении давления греющего пара выше заданного. Сохраняется постоянная сила натяжения рукавов независимо от перепадов давления греющего пара в рукавах. Исключается "загрязнение" получаемого в аппарате вторичного пара неконденсирующимися газами. Предотвращается "выброс" нижних концов труб при "бросках" давления греющего пара.

Благодаря вышеперечисленным преимуществам повышается надежность выпарного аппарата.

Изобретение относится к выпарной технике, а именно к выпарным аппаратам с нисходящей пленкой жидкости, может быть использовано в дистилляционных опреснительных установках, в установках для упаривания солесодержащих стоков в металлургической, химической и других отраслях промышленности и позволяет повысить надежность аппарата за счет сохранения постоянной силы натяжения труб (рукавов) независимо от перепада давления в трубах и исключения их разрыва при превышении перепада давления греющего пара выше допустимого. В выпарном аппарате, содержащем вертикальный корпус, верхнюю и нижние трубные решетки, пучок эластичных труб из полимерного материала, верхние концы которых укреплены в верхней трубной решетке, и компенсатор температурных удлинений труб, имеющий подвижный и неподвижный элементы. Неподвижный элемент компенсатора выполнен в виде укрепленной в днище корпуса емкости, заполненной жидкостью до штуцера отвода конденсата. При этом верхний торец емкости расположен выше дна аппарата, а подвижный элемент компенсатора выполнен в виде трубы, нижний торец которой размещен в емкости под уровнем жидкости, а верхний соединен с нижней трубной решеткой, в которой укреплены нижние концы эластичных труб, и снабжен противовесом. На подвижном элементе установлен козырек из эластичного материала, охватывающий верхний торец емкости, а внутри его установлена газоотводящая труба с устройством регулирования отсоса парогазовой смеси. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ВЫПАРНОЙ АППАРАТ, содержащий вертикальный корпус, верхнюю и нижнюю трубные решетки, пучок эластичных труб из полимерного материала, верхние концы которых укреплены в верхней трубной решетке, и компенсатор температурных удлинений труб, имеющий подвижный и неподвижный элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, неподвижный элемент компенсатора выполнен в виде укрепленной в днище корпуса емкости со штуцером отвода конденсата, заполненной до штуцера жидкостью, причем верхний торец емкости расположен выше дна аппарата, а подвижный элемент компенсатора выполнен в виде трубы, нижний торец которой размещен в емкости под уровнем жидкости, в верхний соединен с нижней трубкой решеткой, снабженной противовесом, в которой креплены нижние концы эластичных труб. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что неподвижный элемент снабжен брызгоотбойным козырьком, выполненным из эластичного материала и размещенным над емкостью, и газоотводящей трубкой с вентилем или другим устройством регулирования отсоса газа, установленной внутри неподвижного элемента.