Выпарной аппарат для водных растворов кристаллизующихся веществ Советский патент 1982 года по МПК B01D1/12 B01D1/30 

Изобретение относится к выпарной технике, в частности к аппаратам для ,выпаривания кристаллизирующихся растг I воров, и рекомендуется применять его для упаривания водных растворов мочевины.

Известны аппараты для упариваниярастворов, имеющие трубчатые подогреватели с устройствами для улавливания капель жидкости 1 и 2.

Недостатком этих аппаратов является то, что очистка вторичного пара от мелких капель упариваемого раствора производится в различного рода брызгоуловителях, выполненных, напрчмер, в виде жалюзи, сеток или циклонов. Однако при выпаривании растворов кристаллизирующихся веществ происходит постепенное зарастание брызгоуЛовйтелей кристаллами упаренного раствора, в результате чего уменьшается проходное сечение брызгоуловителей. Это приводит к увеличению гидравлического сопротивления брызгоуловителей и, как следствие, к повышению давления и температуры кипения в трубчатом испарителе, т.е. нарушается технологический режим работы аппарата.

Наиболее близким по технической сущности является аппарат для выпаривания пенящихся растворов, содержащий два подогревателя , установленный над ними горизонтальный сепаратор, циркуляционные трубы, конические крышки с прямоугольными патрубками 3.

Однако патрубки, установленные на

10 крышке подогревателя, изогнуты под прямым углом и своими выходными отверстиями обращены к боковым стенкам объемного сепаратора. В случае, когда боковая поверхность объемного сепаратора имеет цилиндрическую по15верхность , при ударе потока жидкости о стенку образуется большое количество капель раствора, которые потоком вторичного пара уносятся вверх. Кроме того, рассматриваемая конструкция удовлетворительно работает с раствором, имеющим высокую исходную концентрацию кристаллизирующихся веществ или же при циркуляции жидкости,, когда на выходе из испарителя массовая до25ля пара значительно меньше доли жидкости, и паровой поток при выходе из патрубка поднимается вверх, не пробивая поток жидкости.а обходя его сбоку. Поэтому выделенный из раство30ра пар практически не содержит капель жидкости. Однако, когда массовые доли жидкости и пара оказываются соизмеримыми/ пар проходит через поток жидкости, захватывая с собой мелкие капли, в даль нейшем приводит к зарастанию брыз гоуловителей кристаллами упаренного раствора. Целью изобретения является уменьшение капельного уноса.за счет предварительного разделения парожидкостного потока на паровую и жидкую фаг зы перед поступлением в сепаратор. Указанная цель достигается тем, , что в выпарном аппарате, содержащем трубчатый испаритель, установленный над ним объемный сепаратор, крышку испарителя с двумя патрубками прямоугольного сечения, каждый из патрубков снабжен тремя направляющими пластинами, две из которых размещены вдоль верхней и нижней сторон патрубка, а третья установлена парал лельно им в его средней части, и клиновидными вставками, направленными острым углом внутрь патрубков и расположенными между средней и нижней пластинами, при этом патрубки на правлены в сторону Днища сепаратора Прямоугольные патрубки выполнены расширяющимися в горизонтальной плос кости. На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, общий вид; на фиг. 2 и 3 то же, с прямоугольными расширяющимися патрубками, горизонтальный разрез на фиг. 4 - патрубки, фронтальный вид; на фиг. 5 и б - то же, вид ., сверху. Аппарат содержит трубчатый испари тель 1 с штуцерами 2 и 3 для подвода и отвода пара, расположенный над ним объемный сепаратор 4, крышку 5испарителя 1 с прямоугольными патрубка ми 6 , направляющие пластины 7, клинообразные вставки 8, штуцер 9 для подачи раствора, патрубки ,цля отвода раствора 10 и пара И. Выпарной аппарат для выпаривания водных растворов кристаллизирующихся веществ работает следующим образом. . , Через штуцер 3 (фиг. 1) в межтру ное пространство испарителя 1 подается греющий пар. Исходный раствор, иодлежащий выпариванию, поступает в трубки испарителя 1 через штуцер 3, и, поднимаясь снизу вверх, вскипает бреющий пар, отдав свое тепло раствору, конденсируется и выводится из аппарата через штуцер 2,. I

Шарожидкостная смесь из испарителя 1 поступает в крышку 5с прямоугольными патрубками б и движется, разделяясь под действием центробежной силы на два потока - поток жидкости (упаренного раствора) и поток

Формула изобретения

1. Выпарной аппарат для водньог растворов кристйляизирующихся вешеств, содержащий трубчатый испаритель, установленный над ним объемный сепапара, при этом жидкость прижимается к верхней части патрубков, а пар занимает нижнюю его часть. На выходе каждого патрубка 6 закреплены три направляющие пластины 7, две из которых размещенывдоль верхней и нижней сторон патрубка, а третья установлена параллельно им в его средней части. Средняя пластина 7 должна быть установлена парал.лельно поверхности раздела раствора упаренного раствора и пара в выходной части патрубка б. Место установки средней пластины 7 по высоте сечения патрубка б для данного режима работы аппарата определяется расчетом, исходя из величин начальной и конечной концентраций раствора и давления в аппарате. Патрубки 6 имеют изогнутую конфигурацию, причем выходное отверстие патрубка 6 обращено к днищу объемного сепаратора 4. Жидкость выводится из патрубка б через отверстие между верхней и средней пластинами 7, направляется вниз и выводится из аппарата через патрубок 10. Пар выходит из патрубка б через отверстие между средней и нижней пластинами 7, разде ляясь клиновидными элементами 8 на два потока, которые разводятся в стороны от потока жидкости. Затем пар подн1шается вверх и выводится из аппарата через патрубок 11. Согласно другому варианту изобретения, поперечное сечение патрубков б (фиг. 3 и б) имеет переменную площадь, увеличивающуюся, по ходу движения в немпарожидкостной смеси, за счет того, что боковые стенки патрубка б непараллельны между собой, а расходятся друг относительно друга в направлении к выходному отверстию патрубка б, таким образом, последний имеет вид расширяющегося к выходному отверстию раструба. Такое выполнение патрубков б дает возможность понизить скорость движения потоков упаренного раствора пара, поступающих в сепаратор 4, и тем самым дополнительно уменьшить образование капель раствора при ударе его о днище сепаратора 4. Отсутствие в предлагаемом аппарате явления каплеобразования упаренного раствора исключает необходимость в каплеулавливающих устройствах и обеспечивает надежную безостановочную работу аппарата без нарушения технологических параметров.