Аппарат для концентрации и кристаллизации растворов Советский патент 1978 года по МПК C13G1/00 B01D9/00 

Изобретение относится к оборудованию для концентрации и кристаллизации растворов, например сахар ос одер жаших, и может быть использовано в пищевой, химнчиской и других отраслях промьшшенности.

Известен аппарат для концентрации в кристаллизации растворов, выполненный в виде емкости, снабженной в нижней чао та, заполняемой раствором, поверхностью теШюобмена, а в верхней - устрЫ1ством для пред отвращения инкрустаций на стенках емкости в паровоздушной зоне ll.

В известном аппарате устрсйство для предотвращения инкрустаций выпоннеио в виде форсунок с трубопроводами аодачв в них раствора для распылевня исходного ненасьшюниого раствора на стевки аппарата над поверхностью циркулирующего насьпцениого раствора, избыток влаги которсго растворяет отложения.

Однако в таком аппарате, вследствие попадания брызг кипящего раствора на подводящие его трубы, распг шительные и расположенные выше форсунок|

стенки емкости, эффективность удаления инкрустаций невысокая.

Кроме того, конструкция аппарата|слона из-за наличия большого ксаичества распылительных форсунок.

Все это приводит к тому, что аппарат п воднческв останавлЕВают н прошривают для растворения и янкр ста1шй со стенок верхней веэаполиевиой раствором части емкости.

Цель яэобретеиня - повьоиеиие аффективностн удапевня инкрустадвй н упроювциё конструкции аппарата.

Дпя этого в предлагаемом аппарате устройство для пред отвращения иикруста Ц1 Й выполнено в виде пористого экрана, провнцаемого для текучих сред я устаноапеиного с образованием Мбжду нвм я стенкамя емкостг камеры, служащей для подачи текучих сред на пористый экран. При этом I края пористого экрана рвс паложеиы над поверхвостыо вагрева уровня зеркала раствора Оля обраэо вания в камере гидравлического затвора. Кроме Т1Я70, в камере укреолеиы рёбра.

деяяцще ее на отде;1ьные секции, каждая из которых снабжена патрубками для подвода текучих сред.

На фиг. 1 схематичнр изображен предлагаемый аппарат для кониентрадии и кристаллизадии растворов, продольный ра.э рез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - устройство для предот враикния инкрустаций на стенках емкости (показано частично).

Аппарат выполнен в виде емкости 1, снабженной в нижней части, заподняемой раствором, поверхностью 2 теплообмена, а в верхней - устройством для предот вращения инкрустаций на стенках емкости в паровоздушной зоне.

Устройство для предотвращения инкрустаций прдставляет собой пористый экран 3, проницаемый для текучих сред. Экран 3 устаноЕлек с образованием ним и стенками емкости 1 камеры 4, служащей для подачи текучих сред на пористый экран. В камере 4 укреплены ребра 5, делящие ее на отдельные секции, каждая из которых снабжена патрубками 6 для подвода текучих сред.

Нижние края пористого экрана 3 рас положены над поверхностью 2 теплообмв на ниже уровня зеркала раствора для образования в камере 4 гидравлического затвора, препятствующего свободному выходу паров снизу пористого экрана в пространство над уровнем раствора. Поверхность 2 теплообмена снабжена сис-темой подвижных нагревательных трубок 7, соединенных коллекторами 8, опираю щимися на полые цапфы 9.

Нагревательные трубки 7 пропущены чеосз межсекционные перегородки , выполненные в виде дисков 10 и разделяющие нижнюю часть рабочей емкости на несколько с экций.

.Аппарат снабжен паропроводом 11 для подачи греющего пара в коллектор 8 и нагревательные трубки 7, патрубками 12-15, соответственно, для отвода коиденсата, отвода неконденсирующих газов Подачи исходного раствора в секции рабочего пространства емкости 1 и отвода обработанного раствора.

Пространство емкости 1 над раствором соединено патрубком -16 с вакуумсистемой (на чертежах не показана), nptзгом в нем осуществляется отделение .парпв растворителя от брызг раствора.

В качестве материала для изготовления пористого экрана могут быть использованы пористые спеченные прокатные листы из титана, стойкого к водяном пару и выдерживающего длительный цикл

пропускания водяного пара без ухудшения

пропускной способности.

в случае подачи в емкость 1 других

паров (не водяных) материал пористого

экрана должен быть коррозионностойким. Аппарат работает следующим образом, Нижнюю часть аппарата через патру бок 14 заполняют подлежащим обработке

раствором, а в нагревательные трубки 7 через полую цапфу 9 по паропроводу 11 подают греющий пар для подогрева раств ра.

Подвижная система коллекторов 8 с нагревательными трубками 7 обеспечивает перемешивание раствора и движение слоев этого раствора, находящихся вблизи стенок нижней части емкости 1. . Подв 5жные нагревательные трубки 7 непрерывно омываются раствором. Благодаря отсутствию застойных зон на стенках емкости 1 и на поверхности 2 теплообмена инкруста/ ции не образуются.

Конденсат греющего пара, накапливающийся на поверхности 2 теплообмена, отбирается из коллектора 8 через патрубок 12, а попавщие в эту полость неконденсирующиеся газы (воздух, аммиак и т. п) вместе с частью отработанного пара выпускаются через патрубок 13,

Подлежащий концентрации «1И кристаллизации раствор поступает по патрубку 14 в первую (слева) секцию аппарата, а скопце нтрированньй или пересыщенный раствор с выращенными до заданного размера кристаллами удаляется через патрубок 15.

Регулирование размеров выращиваемых кристаллов можно осуществлять подкачкой растворов различной концентрации в рабочие секции аппарата через ряд . патрубков 14, установленных по длине емкости 1.

В камеру 4 межд5 пористым экраном 3 и стенками емкости 1 через патрубки 6 подводится пар, проникающий затем в капилляры пористого экрана 3 и конденсирующийся в них. Конденсат выпотевая через капилляры на другую сторону пористого экрана 3, увлажняет поверхность последнего, обращенную внутрь емкости, причем брызги кипящего раствора, попадая на влайскую поверхность экрана, не могут на ней закрепиться, я,под действием отмыва ковденсатом или под одновременным действием отмыва конденсатом и отдува проходящими через капилляры избыточными парами, сползают вниз (фиг. 2). Если в случае аварии системы подачи пара или неправильной регулировки происходит образование инкрустации и нарастает зсолстьц слой, то для их ударения аппарат ые рстайавливае.тся, в

.Лишь увеличивается подача пара в камеру 4.

По окончании процесса отмыва слоя инкрустаций подачу пара вновь уменьшают до оптимальных размеров.

При многосекиионном вьшопнении пористето экрана 3 (фиг. 3) слой уже отложившЕЕХся ннкрустаций снимают путем подачи различных количеств пара в секции, при этом больше пара подается к участкам пористого экрана 3, на которых образовался более толстый слой инкруотацнй,

При равномерной и правильно oтpeгyлЧ рованной пара инкрустации не могут образоваться, и аппарат мседсет работать в непрерывном режиме длительное время,

При подаче в камеру 4 пара в копичестве 1О-20 кг/ч на 1 м плоШади экрана на стенках емкости 1, свободных от раствора, исключается образование инкрустаций, при этом подаваемый на пористый экран пар не нарушает работы вакуумной системы и не приводит к разбавлению кристаллизируемого раствора.

Ожидаемый экономический эффект от использования описываемого изобретения составит 35,5 тыс. руб. в год на один аппарат производительностью 3 тыс. т/сутки.

Формула изобретени

1.Аппарат для концентрации и криоталлизации растворов, например сахаросск держащих, выполненный в виде емкости, снабженной в нижней части, заполняемой раствором, поверхностью теплообмена,

а в верхней - устройством для предотвращения инкрустаций на стенках емкости в паровоздушной зоне, отличающий с я тем, что, с целью повышения эффектиности удаления инкрустаций и упрощения конструкции аппарата, устройство для предотвращения инкрустаций на стенках емкости выполнено в виде пористого экрана, проницаемого для текучих сред и установленного с образованием между ним и стенками емкости камеры, служащей для подачи текучих сред на пенистый экран.

2.Аппарат по п. 1, отлича loщ и и с я тем, что нижние края пористого экрана расположены над поверхностью нагрева ниже уровня зеркала раствора для образования в камере гидравлическгиго затвора.

3. Аппарат по п. 1, отлича ш и и с я тем, что в камере укреплены ребра, делящие ее на отдельные секции, каждая из которых снабжена патрубками для подвода текучих сред.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Англии N 1141639, кл. В 1 В, 1974.