Выпарной аппарат Советский патент 1982 года по МПК B01D1/22 

(54) ВЬШАРНОЙ АППАРАТ

Изобретение относитсй к устройствам, применяемым при выпарке кристал лиэующихся и вязких растворов, и может быть использовано в солевых производствах химической, целлюлознобумажной и .других отраслях промышлен ности . Известно устройство для выпаривания растворов, содержащее вертикальный корпус с патрубками для ввода и отвода раствора, и винтовую греющую поверхность установленную на центральной трубе с отверстиями. Каждый виток винтовой поверхности снабжен средствами для подвода па ра и отвода конденсата. При движении уОариваемого раствора по винтовому каналу с определенной скоростью зарастание его кристаллами солей практически исключается l . Однако У данного аппарата коэффициент теплоотдачи от греющего пара к поверхности нагрева низок из-за скапливающегося на ней конденсата. Конденсат может удаляться только из самого нижнего витка греющей поверхности, поэтому из-за низкой скорости стекания пленки ее толщина постоянно нарастает, что приводит к увели чению сопротииления теплопередаче. Известен также выпарной аппарат, в котором для снижения сопротивления теплопередаче винтовая греющая поверхность снабжена радиальныкм порогами, примыкающими к отверстиям в центральной трубе. Выпарной аппарат содержит вертикальный корпус с йатруб ками для ввода и вывода нагреваемой среды, винтовую греющую поверхность, закрепленную на центральной трубе с отверстиями на каждом витке. В начале витка отверстие служит для впуска пара и располагается ближе к его верхней поверхности. В конце каждого витка отверстие располагают у нижней поверхности его с целью выпуска конденсата. Винтовая греквдая поверхность имеет радиальные пороги, примыкающие к отверстиям, в центральной трубе. При конденсации пара конденсат скапливается у порогов и сливается через отверстия в центральную трубку. В данном устройстве имеет место более эффективная теплоотдача на винтовой греющей поверхности 2}. В известном выпарном аппарате, однако, не полностью решена задача снижения толщины пленки конденсата, а следовательно, и повышения теплоотдачи. При известном размещении радиальных порогов и отверстий для слива конденсат с верхней винтовой поверхности стекает на ..нижнюю. При этом часть конденсата из-за наличия адгезии стекает на нижнюю винтовую повер хность после сливного порога, что приводит к увеличению слоя конденсата на последующем витке поверхности В известном устройстве имеется возможность прохода пара в отверстия, предназначенные для выпуска конденсата, что также приводит к увеличению толщины слоя конденсата. Для исключения этого отверстия прохода кон денсата должны быть закрыты конденса том. Это, в свою очередь, приводит к повышению уровня конденсата у ради ального порога. При подаче раствора недогретого до температуры кипения, изменяется температурный перепад по виткам поверхности нагрева и количес во конденсата. Следовательно, чтобы толщина слоя конденсата была одинако вой по высоте, необходимо отверстия в трубе выполнять различного диаметра, что усложняет расчет и изготовление аппарата. В известном устройстве имеется возможность для прохода пара к нижерасположенным виткам греющей поверхности через радиальные пороги, что также приводит к увеличению толщины слоя конденсата. Верхняя и нижняя образующие винтовой поверхности расположены перпе дикулярно к оси центральной трубы. При этом количество отводимого конденсата зависит и определяется величиной разности высот слоя конденсата на периферии витка и у сливного отверстия. Это приводит к различной величине теплоотдачи по ширине винто вой поверхности нагрева и наличию слоя конденрата значительной толщины на периферии поверхности. Цель изобретения - повышение эффективности упаривания за счет отвода конденсата из каждого витка. Поставленная цель достигается тем что в известном выпарном аппарате, содержащем вертикальный корпус с пат рубками ввода и отвода раствора и установленную в нем на центральной трубе, имеющей отверстия для подвода пара и Отвода конденсата, винтовую грерэщую поверхность, центральная тру ба снабжена диаметральной перегородкой , винтовая греющая поверхность снабжена вертикальными радиальными перегородками, установленными по все му поперечному сечению против отверстий в центральной трубе, при этом образующая винтовой поверхности наклонена к оси центральной трубы. Применение перегородок в централь ной трубе и в винтовой поверхности позволяет изолировать на отдельные отсеки винтовую поверхность нагрева и обеспечить непрерывный подвод и отвод необходимого количества пара и конденсата без их перетока в нижние отсеки винтовой поверхности. Пар полностью конденсируется в витке и удаляется из нижней части этого же витка. Расположение образующих винтовой греющей поверхности под углом к оси центральной трубы приводит к появлению дополнительного фактора, обеспе- , чивающего слив конденсата - силы тяжести, которая направлена к сливному отверстию. Величина угла, вершина которого расположена у сливного отверстия, должна быть больше о , но меньше 90 . Конкретное значение угла наклона определяется технологией изготовления греющей поверхности и ее материалом. При предлагаемом расположении образующих винтовая греющая поверхность может иметь большую фактическую поверхность нагрева по сравнению с известным. На фиг.1 изображен выпарной аппарат, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1. Выпарной аппарат содержит вертикальный корпус 1 с патрубками 2 для ввода нагреваемой среды и патрубком 3 для отвода ее, центральную трубу 4 с диаметральной перегородкой 5, винтовунз поверхность 6 нагрева, обечайку греющей камеры 7, радиальные глухие перегородки 8 с отверстиями 9 для входа пара и отверстиями 10 для от-, вода конденсата.. Аппарат работает следующим образом. Раствор, нагретый до температуры кипения, поступает в аппарат (штуцер не показан) . Пар через штуцер верхней крышки поступает в левую часть центральной трубы. Правая часть центральной трубы заглушена. Грекхций пар из облапти, образованной трубой 4 и перегородкой 5, через отверстия 9 для прохода пара поступает в соответствующие витки греющей поверхности, где он отдает свою теплоту раствору и конденсируется. Конденсат стекает вниз витка греющей поверхности до соответствующей перегородки, где он скапливается в небольшом количестве и удаляется через отверстия 10 для отвода конденсата, примыкающие к перегородкам 8, в первую часть циркуляционной трубы, а затем в нижнюю крышку греющей камеры. Уровень конденсата должен закрывать нижний конец циркуляционной трубы. Из нижней крышки конденсат отводится из аппарата, например, в паропреобразователь. Раствор прокачивается циркуляционным насосом между витками греющ,ей поверхности и упаривается при

постоянной температуре, которая зависит от его концентрации и давления вторичного пара. Упаренный раствор и вторичный пар отводятся из аппарата и используются по назначению,

Каждый отсек винтовой поверхности в предлагаемом устройстве работает как элементарный теплообменник с обособленным подводом пара и отводом конденсата, что приводит к заданной и минимальной толщине пленки конденсата по всем отсекам и обеспечивает повышение эффективности теплообмена, следовательно, уменьшение определяю щего размера для конденсации минимум в два раза и увеличение теплоотдачи на 10-20%. Увеличение поверхности теплообмена повышает производительность аппарата.

Формула изобретения

. Шлпарной аппарат, содержащий вертикальный корпус с патрубками ввода и

Ш

fftVfl.

trp

отвода раствора и установленную в нем на центральной трубе, имеющей отверс|Тия для подвода пара и отвода конденсата, винтовую греющую поверхность, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности упаривания за счет отвода конденсата из каждого витка, центральная труба снабжена диаметральной перегородкой, винтовая греющая поверхность снабжена вертикальными радиальными перегородками, установленными ho всему поперечному сечению против отверстий в центральной трубе, при этом образующая винтовой поверхности наклонена к оси центральной трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Авторское свидетельство СССР 611625, кл. В 01 D 1/10, 1978.