Аппарат для испарения растворов и пульп Советский патент 1980 года по МПК B01D1/00 F22B3/04 B01D3/06 

1 Настоящее изобретение относится к аппаратам для концентрирования растворов путем мгновенного испарен применяемым в теплотехнике, для опр нения воды в производстве химически продуктов, например, для обработки апюминантных растворов.. Известен аппарат для мгновенного испарения жидкостей 1, в котором сопло переменного сечения, соединен с сепаратором в форме тела вращения Работа аппарата основана на циклонном принципе сепарации паровой к жидкой фаз, образовавшихся после самоиспарения жидкости в сопле пере менного сечения. Струя паро-жидкостной смеси из сужающегося, а затем расширяющегося сопла нйправлйется под небольшим углом на внутреннюю поверхность теяа вращения, ще «акручивается, при этом жидкость отводится через тангенциальный патру.бок, а паровая фаза выходит по оси тела вращения. Недостатки соплового самоиспарения известны я связаны с большими скоростями и градиентами скоростей при сопловом источнике парожидкостн смеси. Высокая турбулентность струи приводит к диспергированию капель жидкости в паровой фазе и получению микрокапель, отделение которых от паровой фазы затруднено. Поэтому пар и конденсат будут загрязняться щелочью и другими компонентами алюминатных растворов тл пульп. Известен аппарат для(испарения жидкостей, содержащий корпус, разделенный перегородкой с центральным отверстием на входную и выходную камеры, тангенциальные патрубки для подвода и отвода жидкости и патрубок для отвода пара 2. В аппарате для получения пара при самоиспарении поток жидкости закручивают с последующим уменьшением радиуса закрутки. Во время движения жидкости к отверстию в перегородке радиус закрутки уменьшается, скорость закрученной струи увеличивается, я давление жидкости становится меньше давления насыщения при данной температуре . Жидкость вскипает, пузырьки пара под действием архимедовой силы собираются в центре я выводятся через отверстие в перегородке я далее через паровое отверстие в стенке, барабана. Жидкость переливается(Через отверстие в перегородке в выходную камеру, радиус вращения увеличивается. давление повышается, а кипение прекращается. Образовавшиеся при кипени капли жидкости центробежными силами отбрасывайтся из паровой струи вновь на зеркало жидкости. Из выходной камеры жидкость отводится по тангенциальному каналу. Недостатки этого аппарата состоят в следующем: зеркало жидкости во входной камере загружено неравномерн на с моиспарение работает только зона вблизи отверстия; интенсивное кипение вблизи отверстия служит причиной брызгообразования и повышенного брызгоуноса. Таким образом, величина зеркала парообразования составляет по высоте аппарата менее половины общей поверхности жидкости. Выходная камера аппарата, размеры которой определяют ся выходным патрубком жидкости, для самоиспарения не используется. При переливе жидкости через край перегородки в выходную камеру жидкость отбрасывается центробежной силой на стенки выходной камеры, что приводит к вторичному брызгообразованию и явлениям кавитационного износа стенок камеры. Цель изобретения - повышение эффективности работы аппарата за счет увеличения зоны испарения и уменьшения брызгоуноса. Это достигается тем, что перегоро ка, раэделяющая аппарат на входную и выходную камеры, выполнена в виде двух усеченных конусов, сопряженных меньшими основаниями. Кроме того, выходная камера снабжена направляющим элементом в виде усеченного конуса, установленного на перегородкой. Такое выполнение перегородки позволит увеличить поверхнос зерксша самоиспарения и снизить удел ную нагрузку на единицу поверхности за счет плавного увеличения скорости вращения по мере уменьшения диаметра вращения жидкости в конусной перегородке. Наличие второго усеченного конуса, направленного основанием в сторону выходной камеры, обеспечивае плавный слив самоиспаренного раствор без уДаров о стенки и вторичного брызгообразования. Дополнительнь1й усеченный конус в выходной камере позволяет монтироват несколько аппаратов в батарею, при этомпатрубок для отвода пара устанавливают в верхней части аппарата на его боковой поверхности. На фиг. 1 изображен предлагаем:1й аппарат, продольный разрез;на фиг. вариант выполнения аппарата. Аппарат содержит корпус 1, перегородКу 2, с отверстием 3, выполненную в виде двух усеченных конусов и разделяющую корпус на входную камеру с тангенциальным патрубком 5 для вво раствора, выходную камеру 6 с патруб Ком 7 для вывода раствора и патрубксяк 8 Для Отвода пара. В случае монтажа аппарата в батарею он снабжен дополнительным усеченным конусом 9 (фиг. 2). При работе аппарата горячий раствор (пульпа, конденсат) по тангенциальному входному патрубку 5 подают во входную камеру 4, в которой происходит закрутка раствора. По мере продвижения раствора к отверстию 3 вдоль по сужающимся стенкам конусной перегородки 2 диаметр вращения линейно уменьшается, соответственно этому возрастает скорость вращения. Давление раствора постепенно падает, раствор кипит и охлаждается. пузырьки пара поднимаются к поверхности раздела фаз, диаметр которой определяется условиямиперелива через отверстие, 3 в перегородке. Конусная форма перегородки обеспечивает максимальную высоту зоны кипения и более равномерную ее нагрузку. Охлаждённый раствор по второму конусу перегородки 2 плавно, без ударов и брызгообразования сливается в выходную камеру 6 и отводится через патрубок 7. Пар отводится через паровой патрубок 8. Наличие дополнительного конуса 9 позволяет разместить выходной патоубок раствора 7 в нижней части выходной камеры 6, а в верхней ее части на боковой поверхности установить паровой патрубок 8, что освобождает торцовую поверхность и позволяет использовать ее для компановки аппаратов в батарею колонного типа. Таким образом, предлагаемая конструкция более эффективна в работе на щелочных алюминантных растворах, предъявляющих жесткие требования к брызгоуносу. Аппарат прост в изготовлении и эксплуатации, легко компануется в батарею, занимающую минимальное количество производственной площади. Формула изобретения 1.Аппарат для испарения растворов и пульп, содержащий корпус, разделенмыЁ( перегородкой с центральным отверстием на входную и выходную камеры, патрубки для подвода жидкости и отвода жидкости и пара, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что,с целью повьйёния эффективности работы за счет увеличения зоны испарения и уменьшения брызгоуноса, перегородка выполнена в виде двух усеченных конусов, сопряженных меньшими основаниями. 2.Аппарат по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что выходная камера снабжена направляющим элементом в виде усеченного конуса, установленного и ад перегородкой, а патрубок

отвода пара, размещен на боковой поЬерхности аппарата.

Источники информацииf .принятые во внимание при экспертизе

1.Патрнт США 3446189, кл. 122 - 40, 1969.

2. йвтОрскоё свидетельство СССР 419687, кл. F 22 В 3/04,1972.