Выпарной аппарат Советский патент 1979 года по МПК B01D1/12 B01D1/26 

1

Изобретение относится к области

выпарного оборудования, применяемого в легкой, пищевой, химической и других отраслях промышленности .i

Известно выпарное устройство для опреснения морской воды, состоящее из цилиндрического корпуса с патрубками на торцах и на середине образующей поверхности корпуса. Внутри корпуса, эдоль центральной оси, помещена кольцевая цилиндрическая камера, во внутреннюю зону которой тангенциально подведен патрубок для подачи нагретой морской воды 1.

Это устройство недостаточно произ-5 водительно из-за малой площади испарения. Граница раздела жидкой и паровой фазы неустойчива, возможен заброс жидкости в пар..

Известно устройство для генериро- вания пара 2, представляющее собой цилиндрический корпус, разделенный поперечной перегородкой с центральным отверстием на две камеры - входную и . выходную. Корпус имеет тангенциальныепатрубки, служащие для подвода и отвода выпариваемого раствора. Благодаря действию центробежных сил значительно повышается упругость паров жидкости, что обеспечивает возможность выпаривания сильнопенящихся растворов. Однако конструкция устройства не предусматривает использование вторичного пара для обогрева, выпаривание производится в одну ступень, разрежение в камере невысоко - все это снижает производительность устройства и его экономичность.

Известен также выпарной аппарат, содержащий трубчатую греющую камеру, сепаратор, внутреннюю ци{экуляционную трубу и выносной паровой инжектор, сообщающийся с сепаратором и греющей камерой 3.С помощью инжектора в сепараторе создается разрежение, что способствует интенсификации процесса выпаривания. Вторичный пар подсасывается инжектором ив смеси с первичным паром подается на обогрев греющей камеры. Использование тепла вторичного пара повышает экономичность аппарата.

Однако корпус этого аппарата излишне велик, затруднено выпаривание сильнопенящихся растворов и растворов с высоким значением температурной депрессии, недостаточна производительность аппарата.

Наиболе.е близок к предложенному по технической сущности выпарной аппарат с принудительной циркуляцией раствора, содержащий вертикальный корпус с трубчатой греющей камерой и. сепаратором, паровой инжектор, циркуляционную трубу и насос 4 . . Однако объем корпуса аппарата (из за необходимости иметь большое зерка ло испарения) излишне велик, затруднено выпаривание сильнопенящихся растворов, высок расход тепла на об.огрев,. так как греющий пар целиком берется со стороны, недостаточна про изводительность. Цель изобретения - повышение производительности аппарата путем двухступенчатого выпаривания раствора. Это достигается, тем, что выпарной аппарат снабжен установленной на сепараторе и подключенной к циркуляци,онной трубе вихревой испарительной камерой, по оси которой установлен паровой инжектор. При этом сепаратор снабжен центральной паровой трубой, подключенной одним концом к ви-:февой камере, а другим - к греющей камере. На чертеже показан выпарной аппарат, вертикальный разрез. Выпарной аппарат содержит, вертикальный корпус 1 с трубчатой греющей камерой 2, циркуляционными трубами .3, 4, 5, сепаратором б, на котором установлена вихревая испарительная камера 7 с размещенным по ее оси паровым инжектором 8 и сообшающейся с установленной внутри сепаратора б, соосно ему, центральной паровой трубой 9 в верхней ее части. В нижней .части труба 9 ямеет патрубки 10, сообщающиеся с греющей камерой 2. Через центральную часть камеры 2 вдоль оси корпуса, проходит циркуляционная труба 5, соединенная трубопроводом И с циркуляционным насосом 12. На подающем трулопровода 13 насоса 12 установлены задвижки 14 и 15, а между ними - патрубок 46 с задвижкой 17, Такой же патрубок 18 с задвижкой 19 предусмотрен на всасыва ющей линии, снабженной згщвижкой 20 Греющая камера 2 снабжена также патрубком 21 для отвода пара и штуцером 22 для конденсата. Сепаратор .6 имее.т в верхней части патрубок 23 для вывода вторичного пара. Аппарат работает следующим образом. Перекрывагат задвижку 20 и открыв ют задвижку 19 на патрубке 18, соеди ненном с емкостью исходного раствор При этом Зсшвижки 14 и 15 открыты, а задвижка 17 закрыта. Затем включают, -насос 12 и производят заполнение греющей камеры 2 раствором. По окончании заполнения задвижку 20 открывают, а 19 -закрывают. Пар из сопла инжектора 8 подается в гре щую камеру 2 через центральную трубу 9 и патрубки 10. Раствор в греющей камере разогревается до темпера туры ниже температуры насыщения и по циркуляционной трубе 3 поступает в вихревую испарительную камеру 7, где закручивается, причем при прохождении к центру камеры, за счет уменьшения радиуса закрутки, резко .возрастает скорость движения раствора, а соответственно снижается и давление в нем. В результате снижения давления ниже давления насыщения при данной температуре раствор вскипает. Пар собирается в центральной зоне камеры 7, инжектируется через сопло Лаваля парового инжектора 8 и по центральной паровой трубе 9. поступает в греющую камеру 2. Благодаря работе парового инжектора 8 давление в центральной зоне вихревой камеры 7понижено, что интенсифицирует процесс парообразования, который может производиться при сравнительно низких температурах. Кроме SToro,подаваемый через инжектор 8 пар обеспечивает необходимую по условиям нагрева жидкости в греющей камере температуру смеси первичного и вторичного пара и скорость ее истечения. Подвергнутый выпариванию раствор через циркуляционную трубу 4 поступает в соковое пространство сепаратора б. 8сепараторе происходит дополнительное выпаривание раствора (вторая ступень) , при этом вторичный пар отводится через патрубок 23,а раствор (сок) - через циркуляционную трубу 5 и всасывающий трубопровод 11 поступает на вход насоса 12 и по трубопроводу 13 подается вновь в греющую камеру 2. Таким образом, процесс выпаривания осуществляется многократно. Выпаривание производится в две ступени - сначала в вихревой испарительной камере 7, а затем - в корпусе сепаратора 6. Для удаления упаренного раствора (сока) задвижку 15 закрывают/ а 17 открывают и сок насосом 12 откачивают из сепаратора 6. Греющий пар (смесь первичного и вторичного пара) из греющей камеры удаляется через патрубок 21 и может быть использован для нагрева раствора в другом выпарном аппарате, а конденсат удаляется через штуцер 22, При установившемся режиме выпаривания подача первичного пара через инжектор может быть значительно сокращена. Технико-экономические преимущест заявленного аппарата заключаются в повышенной производительности, компактности и экономичности. Эти преимущества обеспечиваются за счет использования высокопроизводительной вихревой испарительной камеры, по оси которой установлен паровой инжектор, а также благодаря двухступенчатому выпариванию - в начале в вихревой испарительной камере, а затем в сепараторе. Повышению экономичности и снижению металлоемкости аппара