Гидроциклон-выпариватель Советский патент 1981 года по МПК B04C3/02 B01D9/02 

(54) ГИДРОЦИКЛОН-ВЫПАРИВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к устройствам для разделения и выйаривания и может быть использовано в xимичecкой , пищевой лакокрасочной, микро- , биологической промьшшенности и других отраслях народного хозяйства для проведения процессов сгущения пульп и суспензий и выделения твердой- фазы при выпаривании растворов криста.п- .„ лизующихся веществ.

Известен гидроциклон для вьщеления твердых частиц из дисперсионной средь включающий цилиндроконический корпус, питающий патрубок, патрубки для отвода осветленной и сгущенной фракций 15

Недостатком этой конструкции является сравнительно невысокая степень сгущения разделяемой суспензии, невозможность организации отвода содер- 20 жащихся в жидкости газов и одновременного проведения процессов сгущения и выпаривания жидкой фазы сгущенного потока. , Известен также гидроциклон, содер- жащий цилиндроконический корпус, тангенциальный питающий патрубок, патрубки отвода осветленной и сгущенной фракции и патрубок отвода газовой фазы . .30

Недостатком указанной конструкции является довольно невысокая степень . сгущения и отсутствие возможности получения высококонцентрированной твердой фазы в сгущенном потоке.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является гидроциклон, содержащий корпус, тангенциальный питаклций патрубок, патрубки вывода осветленной и сгущенной фракций, нагреватель, расположенный коаксиально внутри корпуса ГЗ .

Недостаток известного устройства малая эффективность сгущения пульп и суспензий, обусловленная низким качеством продукта, выходящего из нижней части аппарата (сгущенная фракция содержит большое количество влаги).

Цель изобретения - повышение эффективности сгущения пульп и суспензий.

Цель достигается тем, что гидроциклон, содержащий корпус, тангенци альный питающий патрубок, патрубки вывода осветленной и сгущенной фракций, нагреватель, расположенный коаксиально внутри корпуса, снабжен трубкой выпаривания и патрубком отвода газовой фазы, установленным коаксиально внутри патрубка вывода осв.тленной фракции, внутри трубки выпаривания установлен нагреватель с возможностью осевого перемещения, а к нижней части патрубка отвода газовой фазы присоединен конический раструб. Целесообразно гидроциклон снабжат дополнительным нагревателем, размещенным снаружи трубки выпаривания, при этом патрубок отвода газовой фазы и дополнительныйнагреватель установлены с возможностью осевого перемещения. На чертеже представлен общий вид гидроциклона-выпаривателя. Гидроциклон-выпариватель состоит из цилиндрического корпуса 1 с крышкой 2 и тангенциальным питаклцим патрубком 3, конуса 4, сливной трубки 5 с отводнцм коленом 6, снабженным втулкой 7 и накидной гайкой 8 для вы вода газового патрубка 9 с конически раструбом 10, основного нагревателя 11, дополнительного внешнего нагрева теля 12, трубки выпаривания 13, отво ного патрубка 14 для вывода сгущенно го продукта, снабженного втулкой 15 и накидной гайкой 16, которые служат креплением основного нагревателя 11 в трубке выпаривания 13. Причем патрубок 9 с коническим раЬтрубом 10 и основной нагреватель 11 установлены на оси аппарата с возможностью вертикального возвратно-посту пательного перемещения вдоль нее. Гидроциклон-выпариватель работает следующим образом. Пульпа, суспензия или раствор, содержащий кристаллы, подается через тангенциальный патрубок 3 в корпус аппарата 1, где под действием центробежных сил инерции из потока выде ляется твердая фаза, перемещающаяся к периферии гидроциклона и далее вни по стенкам конуса 4 в трубку выпаривания 13. Осветленная часть исходног потока с незначительным содержанием твердых частиц выводится из аппарата через сливную трубку 5 и отводное колено 6. Сгущенный поток через коль цевой зазор, образованный стенкг1ми. конуса 4 и коническим раструбом 10 газового патрубка 9, поступает в зон упаривания, где за счет нагрева этог потока основным нагревателем 11 до температуры кицения жидкой фазы и вы ше происходит упаривание ее и, соответственно, значительное увеличение концентрации твердой фазы в сгущенном продукте. Образовавшийся при упа ривании пар выводится из аппарата че рез газовый патрубок 9 и может быть направлен на конденсацию. Причем осевым перемещением этого патрубка 9 совместно с укрепленным на нем коническим раструбом 10 возможно регулировать величину кольцевого зазора между стенками конуса 4 и нижним ере; зом раструба 10, что обеспечивает различную концентрацию сгущенного потока, поступающего в трубку выпаривания 13. Длина участка выпаривания f и кольцевой зазор с в трубке выпаривания 13 выбираются в зависимости от мощности основного нагревателя 11 и требуемой степени сгущения (или конической влажности сгущаемого продукта) .. В случае необходимости подведения большого количества тепловой энергии в зону упаривания, возможен добавочный обогрев этой зоны посредством включения дополнительного внешнего нагревателя 12. Сгущенный до требуемой концентрации продукт (при необходимости содержащий минимальное коЛ1гчество влаги) выводится из аппара та через отводной патрубок 14. В предлагаемом гидроциклоне-выпаривателе в качестве основного нагревателя 11 могут быть использованы газотрубные испарители, работакицие на продуктах сгорания газообразного или жидкого топлива, трубчатые электрические нагреватели (ТЭНы). Наиболее целесообразно использовать в качестве основного нагревателя галогенные лампы накаливания (инфракрасные излучатели) , позволяющие создавать регулируемое по высоте зоны упаривания температурное поле и организовать процесс испарения практически без образования накипа на стенках нагревателя, выполненного из кварцевого стекла. Таким образом, снабжение гидроциклона трубкой выпаривания, сопряженной с патрубком отвода сгув1енной фракции, нагревателем,расположенным коаксиально в трубке выпаривания с возможностью осевого перемещения, коническим раструбом, укрепленным на патрубке отвода газовой фазы, вторым дополнительньйм нагревателем, расположенным снаружи трубки выпаривания, позволит получить при сгущении в аппарате высококонцентрированный продукт с минимальным содержанием влаги, что приведет к уменьшению, а в ряде случаев и к полному устранению дорогостоящего оборудования (центрифуг, фильтров, сушилок). Перемещением .нагревателей по оси можно в широких пределах изменять длину зоны выпаривакия и тем самым обеспечить требуемое влагосодержание готового продукта. Формула изобретения Гидроциклон-выпариватель, содержащий гидроконический корпус, тангенциальный питс1кхций патрубок, патрубки вывода осветленной и сгущенной фракции, нагреватель, располо