Пленочный выпарной аппарат Советский патент 1982 года по МПК B01D1/10 

(54) ПЛЕНОЧНЫЙ ВЫПАРНОЙ АППАРАТ

. .

Изобретение относится к выпарной технике, а более конкретно к выпарным аппаратам и испарителям, работёоощим при низких тепловых потоках, и может быть использовано для концентрирования растворов пищевых .и други5с продуктов. ;

Известны выпарные аппараты с восходящим двухфазным потоком при движении его в .кольцевых каналах и выпарные аппараты с нисходящей пленкой выпариваемого раствора в противотоке с образовавшимся вторичным

паром

Наиболее близким к предлагаемому по конструкции и достигаемому эффекту является пленочный выпарной аппарат, .содержащий вертикальный цилиндрический корпус, трубные решетки, уста1 овленные в корпусе, кипятиль-: ные рубы, закрепленные в трубных решетках, .ступенчатые пустотелые вставки, помещенные в трубы, и штуцеры ввода и вывода испаряемого раствора, теплоносителя и вторичного пара 2,

Недостатком известных выпарных апт паратов является то, что при закрытых вставках н.ерационально используется внутреннее пространство вставок, например, для организации естественной

циркуляции выпариваемой жидкости. В аппаратах пленочного типа без специальных организаторов течения пленки затруднено равномерное орошение кипятильных труб. Орошение труб с различным расстоянием от ввода жнскости (несмежное орошение) приводит к тому, что жидкость охлаждается и трубы орошаются недогретой до состояния насы10щения жидкостью. Кипятильная труба при этом имеет значительный экономайзерный участок с малой интенсивностью теплоотдачи. Упаривание накипе.образукших жидкостей с организаторами пленки невозможно. Последние закипают.

Цель изобретения - интенсификация процесса за счет снижения гидродинамической депрессии и организации пленочно-кольцевогорежима выпаривания.

Поставленная цель достигается тем, что в известном пленочном выпарном аппарате, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, трубные решетки,

установленные в корпусе, кипятильные трубы, закрепленные в- трубных решетках, ступенчатые пустотелые вставки, помещенные в трубы, и аттуцеры ввода и.вывода испаряемого раствора, теплоносителя и вторичного пара, ступенчатые вставки выполнены с постоянной п их длине толщиной стенок с открытыми верхними и нижними концами. Дополнительно верхние концы вставок выступают над трубной решеткой. Создание ступенчатого кольцевого канала позволяет поддерживать высоки скорости течения однонаправленного двухфазного пленочного потока и достигать больших значений коэффициент теплоотдачи по всей длине трубы при малых ги;с равлических сопротивлениях. Полая вставка в трубу позволяет при отличных от оптимальшис теплогидродинамических условиях работы аппарата, например повышении уровня жидкое тй над трубной решеткой, замкнуть .Циркуляцию и обеспечить нормальный режим работы парогенерируняцих канало В этом случае вставки выполняют роль опускных труб. Соседнее расположение подъемных и опускных парогенерируюци каналов позволяет обеспечить равномерное орошение всех опускных кипятильных труб без применения организа торов пленочного течения. При этом важно и то/что в опускные кипятильные трубы поступает жидкость при сос тоянии насыщения. На чертеже изображен аппарат, про дольный разрез . Выпарной аппарат содержит корпус 1, штуцеры 2, трубную решетку 3, кипятильные трубы 4, ступенчатые пустотелые вставки 5,- удерживаемые на кронштейнах 6 и центрируемые с помощью фиксаторов 7. Вставка размещена в кипятильной трубе 8, которая закре лена в верхней 3 и нижней 9 трубных решетках. Нижняя крышка 10 имеет штуцер 11 вывода испаряемого раствора. Во время 5аботы аппарата исходный раствор в состоянии насыщения подает ся в надтрубное пространство. При па рообразовании в кипятильных трубах 4 вследствие более высокого паросодержания двухфазной парожидкостной смес ьрсходяодай двухфазный поток имеет место в кольцевых каналах а пленочное нисходящее противонаправленное с паром течение жидкости - в трубах без вставок 5. Упаренный раствор отводится из подтрубного пространства. Испытания промышленной модели выпарного аппарата позволяют найти оптимальные условия эксплуатации, характеризующиеся высокими коэффициентом теплоотдачи н мешой гидродинамической депрессией; подтвердить целесообразность применения аппарата при малых и средних тепловых потоках, что выгодно для условий работы многокорпусных выпарных станций и использования- низкопотенциальных вторичных тепловых ресурсов установить, что соседнее симметричное расположение соосных ступенчатых пустотелых вставок в часть кипятильных труб и полуопрокинутый пленочный режим опускных парогенерируквдих каналов позволяет создать циркуляцию в аппарате побудителей движения и организовать достаточно равномерное орсшение опускных труб при состоянии теплового насыщения выпариваемого раствора; уменьшить габариты аппарата и сократить время пребывания раствора в зоне высоких температур, т.е. сохранить качество и количество обрабатываемого продукта и т.д. Формула изобретения 1.Пленочный выпарной аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, трубные решетки, установленные в корпусе, кипятильные трубы, закрепленные в трубных решетках, ступенчатые пустотелые вставки, помещенные в трубы, и штуцеры ввода и вывода испаряемого раствора, теплоносителя и вторичного пара, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет снижения гидродинамической депрессии и организации пленочно-кольцевого режима выпаривания, ступенчатые вставки выполнены с постоянной по их длине толщиной стенок с открытыми верхними и нижними концами. 2.Аппарат по п.1, отличающийся тем, что верхние концы вставок выступают над трубной решеткой. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ЧССР 119220, кл. 12 а, 2, 1966. 2.Патент США I 2117337, кл. 159-27, 17.05.38.