Циркуляционный пленочный испаритель Советский патент 1991 года по МПК B01D1/12 B01D1/22 

Изобретение относится к трубчатым выпарным аппаратам химических производств, а именно к пленочным испарителям, предназначенным для проведения процесса выпаривания, дистилляции, концентрирования термически нестойких продуктов о

Целью изобретения является повышение надежности работы аппарата и его эффективности„

На чертеже изображен циркуляционный пленочный испаритель (ЦПИ)„ общий вид о

ЦПИ содержит вертикальный корпус 1, закрепленные в трубных решетках 2 теплообменные трубы 3, снабженные в верхней части пленкообраэователя- ми 4, например капиллярными сетчатыми распределителями, цнркуляционную трубу 5, имеющую отверстия 6 на верхнем конце, инжектор 7 со съемными осевым соплом 8 и камерой смеше- Ш1Я 9, присоединенной к нижней части циркуляционной трубы 5, верхнюю распределительную камеру 10 с раз- мещеннымь в ней смесителем 11 потоков и распределительной тарелкой 12, нижнюю приемную камеру 13, холодильник 14, гидрозатвор 13, патрубки 16 и 17 соответственно для подачи и отвода продукта, подогреватель 18, патрубок 19 для отвода вторичных паров, патрубки 20 и 21 для ввода и вывода теплоносителя в межтрубное пространство, патрубки 22 и 23 для ввода и вывода хладагента в холодильник, а патрубки 24 и 25 - для ввода и вывода теплоносителя в по

догреватель. Подогреватель соединен с активным штуцером 26 инжектора 7, а холодильник соединен с гидрозат- вором 15 и пассивным штуцером 27 инжектора.

ДНИ работает следующим образом.

Исходный продукт подают через патрубок 16 в смеситель 11, откуда он поступает на распределительную тарелку 12, например с многоточечным вводом продукта, а далее - на трубную решетку 2 испарителя. Здесь продукт распределяется равномерно по трубной решетке и через пленкообразующее устройство А поступает на внутреннюю поверхность греющих труб 3 и в виде пленки стекает вниз. 11 межтрубное пространство через пат- pvCoK 20 подает теплоноситель, например, греющий пар, а конденсат вы- гюдят через пм-рубок 21. По мере течения пленка жидкости нагревается до температуры кипения и закипает. Образовавшиеся при этом вторичные пары легколетучих компонентов движутся по центральной части греющих труб и выводятся через патрубок 19. Жидкость, обедненная легколетучим компонентом, после выхода из греющих труб через гидрозатвор 15 поступает в холодильник 14, где ее охлаждают до температуры, необходимой для устойчивой работы инжектора 7 (в качестве хладагента при этом можно использовать исходный продукт, поступающий на термообработку в испаритель, не указано)„ При достижении уровня жидкости в нижней приемной камере 13, определяемого переливным патрубком 17 для вывода готового продукта, в сопло инжектора подают пар или жидкость с заданной скоростью. Струя рабочей среды, выходя из сопла, захватывает часть упариваемой жидкости, передавая ей тепло и кинетическую энергию, необходимую для подъема ее в смеситель 11, где она смешивается с исходным продуктом При этом коэффиш ент инжекции задается отношением диаметров съсм,шх осевого сопла 8 и камеры смешения 9„ .Дополнительно регулировать коэффициент ннжекции в сторону его уменьшения можно, сокращая зазор между камерой смешения и соплом. В случае использования исходного продукта н качестве рабочей среды после пкчюче- ния инжектора подачу процукт.ч через

патрубок 16 можно прекратить. Рабочая жидкость может подогреваться в подогревателе 18 с целью уменьшения

ее вязкости . Жидкость усредненного состава, поступившая из смесителя 11 на тарелку 12, далее следует на трубную решетку 2 и в греющие трубы 3, на выходе из которых получает состав требуемого качества. Часть готового продукта выводят из испарителя через патрубок 17 и оставшуюся жидкость циркулируют инжектором.

Применение отличительных конструктивных элементов улучшает работу испарителя следующим образом.

Наличие холодильника на линии инжектируемой среды способствует устой0 чивой работе инжектора при использовании в качестве рабочей среды греющего пара, коэффициент инжекции при тех же параметрах рабочей среды увеличивается в 10 раз о Наличие подог5 ревателя рабочей среды - исходного продукта - эффективно при малых диаметрах рабочего сопла и вязких продуктах, например, нагрев рабочей среды на 20° повышает коэффициент рабоо чего сопла на величину до 7%. Выполнение циркуляционного контура снаружи аппарата сокращает время разборки инжектора и замены сопел и камер, и смешения, упрощает эти операции, дает возможность исключить из схемы необязательные при некоторых режимах работы элементы (холодильник или нагреватель), позволяет устанавливать на циркуляционную трубу дополнительные измерительные элементы и

5

0

элементы регулировки, т.е. улучшает обслуживание аппарата„

Формула изобретения

Циркуляционный пленочный испаритель, содержащий вертикальный корпус с теплообменными трубами, закрепленными в верхней и нижней труб- ных решетках, верхнюю распределительную и нижнюю приемную камеры, инжектор, циркуляционную трубу, в верхней части которой выполнены отверстия, а нижняя соединена с камерой смешении инжектора, патрубки подачи и отвода продукта и патрубок отвода вторичного пара, отличаю- щ н и с я тем, что, с целью повышения надежности и эффективности в

5163429

работе, циркуляционная труба с инжектором размещены вне корпуса, а испаритель снабжен смесителем потоков и распределительной тарелкой, размещенными в верхней камере, гидрозатвором, установленным в нижней камере, подогревателем рабочей жидкости,

16

соединенным с активным штуцером инжектора, и холодильником, соединенным с гидрозатвором и пассивным шту цером инжектора, при этом патрубок подачи продукта и верхняя часть циркуляционной трубы соединены со смесителем потоков.

Изобретение предназначено для проведения процессов дистилляции, выпаривания и концентрирования и позволяет повысить надежность и эффективность в работе. Испаритель состоит из вертикального корпуса 1, теплообменных труб 3, снабженных пленкообразователями 4 и закрепленных в верхних и нижних трубных решетках 2, верхней распределительной камеры 10 и нижней приемной камеры 13, циркуляционной трубы 5, на верхнем конце которой выполнены отверстия 6, з нижний конец соединен с камерой смешения инжектора 7, патрубков подачи 16 и отвода 17 жидкости и патрубка 19 отвода вторичных паров 19 о Циркуляционный контур испарителя оснащен холодильников 14 для охлаждения инжектируемой среды и подогревателем 18 рабочей жидкости, которые совместно с циркуляционной трубой 5 размещены вне корпуса испарителя. В верхней распределительной камере размещены смеситель 11 потоков и распределительная тарелка 12, а в нижней приемной камере установлен гидрозатвор 15. 1 ил, S (/