ВЫПАРНОЙ АППАРАТ С ВОСХОДЯЩЕЙ ПЛЕНКОЙ Советский патент 1996 года по МПК B01D1/22 

Изобретение относится к конструкциям выпарных аппаратов, используемых в химической, металлургической и других отраслях промышленности для концентрирования растворов.

Целью изобретения является повышение эффективности работы выпарного аппарата с восходящей пленкой за счет интенсификации процесса выпаривания, уменьшения брызгоуноса и вспенивания раствора.

На фиг. 1 изображен продольный разрез выпарного аппарата; на фиг. 2 - разрез А А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б Б на фиг. 1.

Выпарной аппарат содержит вынесенный вертикальный теплообменник 1, нижнюю 2 и верхнюю 3 растворные камеры, сепаратор 4, соединенный с камерой 3 входящим в него патрубком 5 отвода парожидкостной смеси, и трубу 6, соединяющую сепаратор 4 с растворной камерой 2.

Между верхней и нижней трубными решетками вынесенного теплообменника 1 закреплены теплообменные трубки 7, а на поверхности верхней трубной решетки между рядами теплообменных трубок расположены вертикальные пластины 8.

В верхней растворной камере 3 имеется сферический отбойник 9, прикрепленный ребрами к съемной крышке 10, а также штуцер 11 отвода вторичного пара в сепаратор 4, установленный выше патрубка 5.

Между трубой 6 и нижней растворной камерой 2 установлена диафрагма 12 для регулирования глубины вскипания раствора в теплообменных трубках 7 и предотвращения высыхания пленки жидкости на выходе из них.

Подвод исходного раствора осуществляется через штуцер 13, греющего пара
через штуцер 14. Вывод конденсата осуществляется через штуцер 15, вывод упаренного раствора с уровня в сепараторе 4 через штуцер 16, а вторичного пара через трубу 17. Верхняя растворная камера 3 и патрубок 5 снабжены общим плоским днищем 18, закрепленным снаружи вокруг теплообменника 1 ниже верхней трубной решетки.

Предлагаемый выпарной аппарат работает следующим образом. Исходный раствор подается через штуцер 13 в нижнюю растворную камеру 2, из которой поступает в трубки 7 вынесенного теплообменника 1.

В межтрубное пространство теплообменника 1 через штуцер 14 подается греющий пар. Поднимаясь по трубкам, раствор вскипает, в результате чего в верхней части теплообменных трубок движутся паровой поток и увлекаемая им пленка раствора, распределенная по внутренней поверхности трубок. Парорастворная смесь из теплообменных трубок 7 вытекает в верхнюю растворную камеру 3, где происходит первичное разделение ее на упаренный раствор и вторичный пар. Упаренный раствор по каналам, образованным вертикальными пластинами 8, расположенными перпендикулярно оси патрубка 5 и обеспечивающими упорядоченный слив упаренного раствора, переливается через верхнюю трубную решетку теплообменника 1 на днище 18 верхней растворной камеры 3 и патрубка 5 и далее в сепаратор 4. Упаренный раствор из сепаратора 4 отводится по штуцеру 16, установленному ниже днища 18 и выбранному таким образом, чтобы уровень раствора в сепараторе 4 не поднимался выше штуцера 16, что является необходимым условием для предотвращения пенообразования и повышенного брызгоуноса раствора с вторичным паром.

Вторичный пар, отделившись от наиболее крупных капель раствора посредством сферического отбойника 9 в верхней растворной камере 3, по патрубку 5 направляется в сепаратор 4 для дальнейшей очистки от капель раствора.

Для предотвращения образования воздушной подушки, влияющей на пенообразующую способность раствора, в верхней части камеры 3 выше патрубка 5 установлен штуцер 11, соединенный с сепаратором 4. Проходя через сепаратор 4, вторичный пар поднимается и отводится по трубе 17, выведенной через боковую поверхность сепаратора, верхняя кромка которой находится в верхней части сепаратора 4.

В конструкции аппарата предусмотрена возможность работы его в режиме с естественной циркуляцией посредством соединения сепаратора 4 трубой 6 с нижней растворной камерой 2, снабженной диафрагмой 12.

Предлагаемый выпарной аппарат по сравнению с прототипом обеспечивает следующие преимущества:
повышение интенсификации процесса теплопередачи и производительности в 1,5 2,0 раза за счет уменьшения потерь на гидростатическую депрессию, приводящую к уменьшению полезной разности температур, и углубления зоны кипения раствора, в которой коэффициент теплопередачи в 4 6 раз больше, чем в зоне подогрева раствора;
повышение качества очистки вторичного пара от капель раствора, что позволяет использовать конденсат пара без дополнительной очистки в основной технологии;
повышение ремонтопригодности аппарата, исключение застойных загрязненных зон при опорожнении и промывке, что отвечает требованиям санитарных норм к конструкции аппарата и позволяет использовать данный аппарат для переработки токсичных растворов.

Использование: в химической, металлургической и других отраслях промышленности для концентрирования растворов. Сущность изобретения: выпарной аппарат содержит вынесенный вертикальный кожухотрубный теплообменник с верхней и нижней растворными камерами, сепаратор, соединенный с верхней растворной камерой патрубком отвода парожидкостной смеси, и циркуляционную трубу. Верхняя растворная камера и патрубок отвода парожидкостной смеси снабжены общим, например, плоским днищем, закрепленным снаружи вокруг вынесенного теплообменника ниже его верхней трубной решетки, а штуцер для отвода упаренного раствора с уровня его в сепараторе установлен ниже днища. Кроме этого, на верхней трубной решетке теплообменника между рядами теплообменных труб установлены вертикальные пластины, ограниченные периметром трубной решетки, а верхняя растворная камера снабжена дополнительным штуцером отвода вторичного пара в сепаратор, установленным выше патрубка отвода парожидкостной смеси. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Выпарной аппарат с восходящей пленкой, содержащий вынесенный вертикальный кожухотрубный теплообменник с верхними и нижними растворными камерами и трубными решетками, сепаратор, соединенный с верхней растворной камерой патрубком отвода парожидкостной смеси, нижняя кромка которого расположена ниже верхней трубной решетки теплообменника, штуцер для отвода упаренного раствора, технологические патрубки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы аппарата за счет интенсификации процесса выпаривания, уменьшения брызгоуноса и вспенивания раствора, верхняя растворная камера и патрубок отвода парожидкостной смеси снабжены общим, например, плоским днищем, присоединенным по периметру к наружной стенке теплообменника, а штуцер для отвода упаренного раствора с уровня его в сепараторе установлен ниже днища. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен вертикальными пластинами, установленными на верхней трубной решетке теплообменника между рядами теплообменных труб. 3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что верхняя растворная камера снабжена дополнительным штуцером отвода вторичного пара в сепаратор, установленным выше патрубка отвода парожидкостной смеси.