Выпарной аппарат Советский патент 1981 года по МПК B01D1/10 B01D1/26 

(54) ВЫПАРНОЙ АППАРАТ

1

Изобретение относится к вертикальным выпарным аппаратам непрерывного действия с естественной циркуляцией и может быть использовано в выпарных установках пищевой, химической и друг гих отраслей пром шшенности для упарива1шя сильно пенящихся растворов, например №Ц1ьной воды.

Известны вертикальнотрубные выпарные аппараты с естественной циркулящей со встроенными и выносными греющими камерами с ловущками и сепаратором, пленочные и роторно-пленочные, с кипением на наклонной поверхности и тарельчатые. При упаривании вязких растворов, образукяцих при кипении устойчивую пену, производительность их сильно ограничена и не обеспечивается очистка от пены вторичного пара.

Известен испаритель пенообразующих (моющих) веществ, представляющий . собой цилиндрический вертикальный корпус с установленной в нем центральной трубой, к которой прикрепле№i испарительные тарелки с глухими двойными днищами. К полости их через трубу с отростками подведен греющий пар. Аппарат имеет развитое зеркало испарения, что благоприятно отражается на сепарации вторичного пара l. Недостатком этого аппарата является сложная и металлоемкая конструкция. Кроме того, производительность его ограничена.

to Наиболее близким к предлагаемому является многокорпусный выпарной аппарат , содержащий вертикальный корпус, установленные в нем одна над другой вертикальные трубчатые греющие каме5 рь1, осадительный сепаратор, расположенный между греющими камерами.

Паровая камера соединена с сепарационным пространством диффузорной трубой, прикрытой сверху крьшкой так,

20 что между верхним торцом трубы и крьш.кой образуется кольцевая щель. Верхняя часть сепарационного пространства нижнего .корпуса соединена naponepenyci ной трубой с межтрубным пространством греющей камеры верхнего корпуса, а нижняя его часть (ванна) - сифонной трубой с жидкостной камерой верхнего корпуса. При работе установки парожидкостная смесь выходит из 1диффузорной трубы по кольцевой щели в виде зонтообразной поверхности в сепарацйонное пространство, что обеспечивает хорошие условия сепарации. ОсуЛенный вторичный пар из верхней части сепарационного пространства по пароперепускной трубе направляется в межтрубное пространство греищей камеры верхнего корпуса, где конденсируется, а отсепарированная жидкость, собирающаяся в ванне сепарационного пространстйа, поднимается по сифонной трубе в жидко .стную камеру верхнего корпуса и посту пает на испарение в трубы греющей камеры 2. Однако при упаривании сильно пенящихся жидкостей устойчивая мелкоячеистая пена не разрушается в-кольцевой щели и накапливается в объеме сепарационной камеры. На выходной кромке щели происходит вторичная генерация пены. Сепарацйонное пространство заполняется, наступает барботажный режим.. С паром уносится вся образующаяся при кипении пена. Цель изобретения - интенсификация теплообмена при упаривании пенящихся жидкостей и разрушение пены, за счет нагревания пены упаренной жидкости. Поставленная цель достигается тем, что в выпарном аппарате, содержащем вертикальный корпус, установленные в нем одйа над другой вертикальные труб чатые греющие камеры, осадительный се парйтор, расположенный между грекщими камерами, греющие камеры установлены на расстоянии относительно корпуса с образованием кольцевых опускных каналов, при этом верхний канал снабжен снизу заглушкой и штуцером для отвода пены. Кроме того он снабжен циклонами, подключенны ш к верхней греющей камер На чертеже изображен предлагаемый аппарат, общий вид. Выпарной аппарат выполнен в виде вертикального цилиндрического корпус 1 с.установленными в нем вертикальны ми трубными подвесными греющими каме рами 2 и 3, м .жду которыми -расположе осадательный сепаратор 4 предварител ной сепарации. По торцам корпуса рас положены нижняя яидкостная камера 5 и верхняя жидкостная камера 6. Нижняя гренщая камера 2 образует с корпусом 1 аппарата кольцевой циркуляционный канал 7, соединяющий сепаратор 4 с нижней жидкостной камерой 5. Такой ж закрытый снизу кольцевой канал 8 образован меязду корпусом 1 и верхней греющей камерой 3. Канал 8 снабжен снизу заглушкой 9 и штуцером 10 для отвода вторичного пара. Выпарной аппарат снабжается двухступенчатыми циклонами 11 дпя разрушения пены и ловутпкой 12 для очистки пара от капельного уноса. Опускной трубой 13 ловушка соединена с нижней жидкостной камерой 5. Выносной двухступенчатый циклон 11 включает трубы 14 внутреннего цикпона первой ступени сепарации, в рую тангенциально вварены штуцеры 15 для подачи в циклон вторичного пара с пеной. Внутренняя труба 14 циклона установлена концентрически в наружной трубе П и опирается на крестовину 16. На верхнем ее конце установлен спиральный завихритель 7 циклона второй ступени сепарации. Штуцеры 15 соединеШ.1 со штуцерами 10,установка которых в нижней части кольцевого канала 8 обеспечивает рациональное взаимное расположение 1ШКЛОНОВ 11 относительно корпуса 1. Опускная труба 18 соединяет циклон с жидкостной камерой 5. Дпя отвода пара из циклона 11 в ловушку 12 предназначена труба 19. Для подвода грекмцего пара к поверхности нагрева аппарата установлены штуцеры 20,а для отвода конденсата и конденсирующихся газов - штуцеры 21 и 22. Штуцеры 23 и 24 предназначены, соответственно, для подачи и отвода раствора. Аппарат работает следующим образом. Жидкость, подлежащая упариванию, подается через штуцер 23 в нижнюю камеру. 5. В трубах нижней греющей камеры 2 происходит кипение жидкости. Парожидкостньй поток выходит в осарительный сепаратор 4, в котором происходит- отделение от него невспенной части жидкости, возвращакядейся по циркуляционному, каналу 7 в жидкостную камеру 5. Устойчивая пена из осадительного сепаратора 4 поступает в трубы верхней греющей камеры 3, в которых из нее выпаривается часть жидкости и происходит частичное разруше58ние пены. Эти процессы продолжаются также при прохождении потока по кольцевому каналу 8. На входе в штуцер 10 его паросодер жа1ше значительно превышает паросодержание устойчивой пены. Под действием большой скорости в штуцерах 15, центробежных сил и взаимодействия со стенками трубы 14 циклона происходит разрушение пены и эффективная сепарация. Пар с небольшой примесью пены поступает иа завихритель 17 второй ступени сепарации, где полностью очищается . На выходе из циклона он может соде жать только капли жидкости, от которы освобозкдается в ловушке 12. Отсепарированная жидкость по трубкам 18 и 13 отводится в жидкостную камеру 5. Отделение от парожидкосткого потока жидкости в осадительном сепараторе и выпаривание ее из пенной струк туры сильно снижает плотность поступающего на циклон потока и гидравлическое сопротавление циклона. Это поз воляет повысить скорость в проточной части циклона до необходимой для разрушения пены величины и обеспечить эф фективную сепарацию, повысить действи тельный температурный напор. Выполнение поверхности нагрева в.виде двух греквцих камер и наличие между ними осадительного сепаратора позвояяет организовать теплогидродинамический режим, благоприятньй для теплообмена в p6six греющих камерах при упаривании сильнопенящихся растворов, имеющих большую вязкость. Изобретение обеспечивает возможность упаривания сильно пеняпдахся растворовf в промьшшенных условиях с приемлемыми технико-экономическими показателями. Формула изобретения 1.Выпарной аппарат, содержащий вертикальный корпус, установленные в нем одна над другой вертикальные трубчатые греющие камеры, осадительшдй сепаратор, расположенный между греющямк камерами, отличающийс я тем, что, с целью интенсиф{кахц1и теплообмена при упаривании ленявд1хсяг жидкостей за счет нагревания пены упаренной жидкости, греющие камеры установлены на расстоянии относительно корпуса с образованием кольцевых опускных каналов, при этом верхпий канал снабжен снизу заглушкой и штуи(ером для отвода пены. 2.Аппарат по п. 1, отличаю щи и с я тем, что, с целью разрушения пены, он снабжен, циклона1 в1, подключенными к верхней греющей камере. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 122088, кл. В 01 D 1/00, 1969. 2.Патент Германии № 220485, кл. 12 а 2, 1970.