Способ конденсации технологическихпАРОВ Советский патент 1981 года по МПК B01D5/00 

1

Изобретение относится к теплообменным процессам, широко используе1 ым в пищевой и химической технологии, в частности для конденсации паров технологических аппаратов, работающих преимущественно под вакуумом.

Известен способ конденсации технологических паров, содержащих неконденсирующиеся газы, путем многостащийного непосредственного контактирования с охлаждающей жидкостью с предварительной конденсацией паров в предконденсаторе и окончательной его конденсации в основном конденсаторе 1 .

В соответствии с известным способом в предконденсатор охлаждающая вода подается в количестве, недостаточном для полной конденсации пара, вследствие чего пар конденсируется, лишь частично (примерно 30-40%), получаемая барометрическая вода (смесь конденсата с охлаокдающей водой), имеет повышенную температуру и используется для технологических целей. Несконденсировавшийся пар поступает в основной конденсатор, где окончательно конденсируется охлаждающей водой, подаваемой с избытком, барометрическая вода при этом получается с пониженной температурой.

При средней температуре пара, поступающего в конденсатор, (характерной для конденсационной установки сахарного завода равной около , температура смеси, выходящей из предконденсатора, обычно не превышает , а температура смеси, покидающей основной конденсатор 40-45°С.

Недостатком известного способа яв- : ляется значительный перерасход охлаждающей жидкости в основном и предварительном конденсаторах по отношению к теоретически необходимому, так как недогревы барометрической воды по отношению к температуре насыщения конденсирующегося пара достигают примерно 20-25с в основном конденсаторе и около в предварительном. Попытки уменьшить подачу охлаждающей жид0,кости в основной конденсатор, ведут к недостаточному охлаждению парогазовой смеси, отсасываемой вакуум-насосом, его перегрузке (запариванию) и, как следствие, к ухудшению разрежения в

5 технологическом аппарате. Основной причиной этого является резкое ухудшение теплообмена при конденсации последних 10-20% пара за счет увеличения в них относительного содержания неконденсирую0 1ЩИХСЯ газов.

Низкий потенциал барометрической воды основного конденсатора /(температура 40-45 CTl снижает возможности /типизации уносимого с ней тепла.

Цель изобретения - снижение расхода охлаждающей жидкости, увеличение температурного потенциала отходящей жидкости смеси, а также снижение энергетических затрат на отсасывание неконденсирующихся газов и перекачивание охлаикдающей жидкости.

Поставленная цель достигается тем что на первой стадии проводят конденсацию 80-94% паров, а на второй стади конденсацию оставшихся паров и охлаждение неконденсирующихся газов проводят при турбулизации их жидкоетью, имеющей температуру, более низкую, чем температура охлаждающей жидкости, поступающей на первую стадию.

Основную массу пара (80-94%), содержащую небольшое количество неконденсирующихся газов, существенно не сказывающееся на теплообмен, конденсируют в основном конденсаторе, подавая охлаждающую жидкость в таком количестве, чтобы температура жидкой смеси на выходе из конденсатора была на 0,5-3°С ниже температуры насыщения конденсируемого пара. При этом получают относительно меньшее количество смеси, охлаждающей жидкости с конденсатом, но имекидей относительно большую температуру. Эту горячую жидкость используют для технологических и бытовых нужд (отопление помещений) или для агротеплофикации. После утилизации тепла эта жидкость может быть ислользована в оборотном промводоснабжении.

В оставшихся 20-6% пара содержитс относительно большое количество неконденсируивдихся газов, резко ухудшающих теплообмен, поэтому его кондесацию и охлаждение неконденсиру.ющих ся газов производят при дополнительной турбулизации фаз, компенсирующей .отрицательное влияние неконденсирующихся газов, дополнительную турбулизацию фаз создают совмещая процесс конденсации с процессом транспортирования парогазовой смеси от основного конденсатора к вакуум-насосу, тем caNbiM улучшая работу последнего.

Для этой цели может быть использован высокоскоростной турбулентный теплообменный аппарат, выполненный в виде трубы Вентури.

Однако наилучшие результаты

могут быть получены при использовани ротационного конденсатора смещения. В дополнительный конденсатор охлаждающую жидкость подают с избытком с таким расчетом, чтобы температура неконденсирующихся газов, отсасываемых вакуум-насосом, не превышала 20-2ЗС. С целью дополнительной эконмии охлсохдающей жидкости, жидкую смесь выходящую из дополнительного

конденсатора, целесообразно использовать для конденсации пара в основном конденсаторе.

Работа дополнительного конденсатора улучшается, а вместе с тем создается более глубокий и устойчивый вакуум если жидкость, подаваемая в дополнительный конденсатор, будет иметь, более низкую температуру, чем жидкост подаваемая в основной конденсатор,При этом улучшается аэродинамическая характеристика рабочих Органов дополнительного конденсатора, снизится температура отсасываег ых газов и нагрузка на вакуум-насос.

П р и. м е р. Температура насыщения паров вакуум-кристс1ллизаторов изменяется в пределах 63-68 С. В основной конденсатор с кольцевыми полками подают ограниченное количество охлаждающей воды, имеющей температуру . Температура барометрической воды, отходящей из основного конденсатора, составляет 60-68°С, количество сконденсированного пара примерно 80-83% от общего количества. Конденсацию остальных паров производят водой, имеющей температуру 20С, в трехступенчатом ротационном конденсаторе смешения, отсасывающем парогазовую смеск из основного конденсатора. При этом температура отходящей смеси составляет 38-42с, а температура газов, отсасываемых вакуум-насосом, 24-26 0. В установке поддерживается устойчивый.вакуум, запаривания вакуум-насоса не происходит.

Использование предлагаемого способа конденсации паров обеспечивает по сравнению с известными способами снижение на 15-20% расхода охлаждающей жидкости, повышение температуры основной части отходящей смеси при относительном увеличении ее количества что создает условия для утилизации ее тепла и создание более глубокого и устойчивого вакуума.

Формула изобретения

i. Способ кон(енсации технологических паров, содержащих неконденсирующиеся газы, путем многостадийного непосредственного контактирования с охлаждаквдей жидкостью, подаваемой на последней стадии с и-збытком, о тличающийся тем, что, с целью снижения расхода охлаждающей жидкости, увеличения температурного потенциала отходящей жидкой смеси,, а также снижения энергетических затрат на отсасывание неконденсирующихся газов и перекачивание охлаждающей жидкости, на первой стадии проводят конденсацию 80-94% паров, а на второй стадии конденсацию оставшихся паров и охлаждение неконденсирующихся газов проводят при турбулизации их жид5 8416346

костью, имеющей температуру, болееконденсации, используют для конденнизкую, чем температура охлаждающейсации паров на первой стадии.

жидкости, поступающей на первую ста-Источники информсщии.

дию. .принятые во внимание при экспертизе

2. Способ по п.1,отличаю-1. Знаменский Г.М. Технологичесщ и и с я тем, что, с целью эконо-t кое оборудование свеклосахарных и рамии охлаждающей жидкости, жидкую финадных заводов. М., Пкщепромиздат,

смесь, выходящую после второй стадии1957, с. 209 /(прототип.