close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4331

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4331
(13)
C1
(51)
(12)
7
B 01D 1/04
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ВЫПАРНОЙ АППАРАТ ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ РАСТВОРОВ
(21) Номер заявки: a 19980492
(22) 1998.05.20
(46) 2002.03.30
(71) Заявитель: Белорусский
государственный
технологический университет (BY)
(72) Авторы: Ершов А.И., Плехов И.М., Лунчук
Ю.П. (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский государственный
технологический университет (BY)
(57)
Выпарной аппарат для концентрирования растворов, содержащий корпус, горизонтальную перегородку,
нагревательные элементы, трубные решетки коллекторов для распределения греющего пара и отвода его
конденсата, штуцера для подвода раствора и греющего пара, а также для отвода концентрированного раствора, конденсата и вторичного пара, отличающийся тем, что нагревательные элементы имеют плоскоовальную форму с вертикальным расположением большой оси и жестко заделаны по торцам в трубные решетки секциями по три штуки в каждой с соотношением зазоров между секциями к зазорам между
элементами, равным 2,5; причем расстояния между нижними овалами и горизонтальной перегородкой и между верхними овалами и верхним краем трубной решетки равны зазору между элементами в секциях.
(56)
US 1840834, 1932.
SU 700155, 1979.
EP 0067799 A1, 1982.
EP 0043383 A1, 1982.
SU 1297883 A1, 1987.
Фиг. 1
BY 4331 C1
Изобретение относится к устройствам для концентрирования растворов путем испарения влаги из них
при температуре кипения и может быть использовано в качестве выпарного аппарата в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Как известно, при концентрировании растворов одно- и многократным испарением влаги в выпарных установках для интенсификации теплообмена предложены технические решения с естественной и принудительной циркуляцией раствора [1], а для снижения температурных потерь на гидростатический эффект и
устранения разложения термолабильных продуктов созданы пленочные аппараты трубчатого типа и роторные лопастные [2]. Из них пленочные аппараты с вертикальными нагревательными трубками имеют большие габариты, а роторного типа сложны по устройству и требуют установки электропривода.
Известен выпарной аппарат [3] с испарительными элементами в виде желобов трапецеидальной формы,
расположенных горизонтально ярусами друг над другом и обеспечивающих существенное снижение температурных потерь на гидростатический эффект. Однако из-за отсутствия организованной циркуляции раствора на испарительных элементах невозможно достигнуть интенсивного теплообмена и устранить отложение
осадков на теплопередающих поверхностях, что приводит к большой металлоемкости конструкций и ненадежной их работе.
Из известных аппаратов наиболее близким к предлагаемому изобретению является выпарной аппарат для концентрирования жидкостей [4] с пучком горизонтальных нагревательных элементов эллиптической формы, расположенных в шахматном порядке внутри испарительной камеры. В этой конструкции раствор подогревается и кипит в межэлементном пространстве, а греющий пар движется и конденсируется внутри нагревательных элементов. Недостатком
данного выпарного аппарата является то, что горизонтальные нагревательные элементы, расположенные в шахматном порядке, не обеспечивают организованного контура циркуляции раствора и тем самым интенсивного теплообмена между испаряемым раствором и конденсирующимся паром. В результате чего для развития теплопередающей поверхности требуется устанавливать большое количество нагревательных элементов. Кроме того, высокий уровень
раствора в зоне кипения приводит к заметным температурным потерям на гидростатический эффект и вполне вероятному разложению термолабильных продуктов.
Задача предполагаемого изобретения - обеспечить интенсивный теплообмен в процессе выпаривания и устранить
перегрев раствора и возможное термическое разложение продуктов за счет создания организованной циркуляции раствора у теплопередающих поверхностей при малой высоте уровня в зоне кипения и снижения температурных потерь
на гидростатический эффект до минимума.
Поставленная задача достигается тем, что в выпарном аппарате, содержащем корпус, крышку, плоскую горизонтальную перегородку, штуцера для подвода и отвода раствора и вторичного пара, нагревательные элементы плоскоовальной формы жестко заделаны по торцам в трубные решетки коллекторов для подвода греющего пара и отвода
конденсата секциями по три штуки в каждой с соотношением зазоров между секциями к зазорам между элементами,
равным 2,5, а также расположением большой оси элементов вертикально и соблюдением расстояния между нижними
овалами и горизонтальной перегородкой, равным зазору между элементами в секциях. Высоту уровня раствора над
верхними овалами элементов рекомендуется поддерживать равной зазору между элементами за счет верхнего среза
трубной решетки.
На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый выпарной аппарат (главный вид), его продольный разрез
на фиг. 2 и поперечный разрез (А-А) на фиг. 3.
Аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с горизонтальной перегородкой 2, над верхней поверхностью которой расположены с вполне определенным зазором нагревательные элементы 3 плоскоовальной
формы, жестко заделанные по торцам в трубные решетки 4, 5 (коллекторов подвода и распределения греющего пара 6, 7 и отвода конденсата 8 с соответствующими штуцерами 9, 10) секциями по три штуки в каждой с соотношением зазоров между секциями к зазорам между элементами, равным 2,5, штуцер для подвода
исходного раствора 11, штуцер для отвода концентрированного раствора 12 и штуцер для отвода вторичного
пара 13.
Принцип работы аппарата следующий. Исходный раствор через штуцер 11 подается в аппарат на горизонтальную
перегородку 2 и, заполняя пространство между плоскоовальными нагревательными элементами до уровня немного
выше высоты трубной решетки 5, начинает кипеть с образованием вторичных паров и перетекать по ней в направлении штуцера 12, по которому и отводится из аппарата уже сконцентрированным, а образующиеся при кипении вторичные пары выводятся по штуцеру 13. Одновременно по штуцеру 9 в коллектор 6 подается греющий пар, который
вначале распределяется и перемещается внутри нагревательных элементов двух секций, а затем посредством коллектора 7 направляется в нагревательные элементы третьей секции (количество секций может быть и больше). При этом
пар, отдавая тепло кипящему раствору, конденсируется и в виде конденсата отводится по штуцеру 10. Последовательное движение греющего пара и конденсата по секциям позволяет повысить скорость их движения и, следовательно,
интенсифицировать теплоотдачу со стороны конденсирующегося пара, а также упростить регулирование его расхода
и обслуживание при эксплуатации.
Интенсификация теплообмена со стороны раствора достигается организацией его активной циркуляции у
наружной поверхности плоскоовальных элементов благодаря их секционированному расположению. На
фиг. 4 показан механизм организованной циркуляции кипящего раствора вместе с вторичными парами в за2
BY 4331 C1
зоре между элементами секции вверх и в зазоре между секциями вниз из-за существенной разности плотностей восходящего и нисходящего потоков. Возникновение разности плотностей за счет образующегося вторичного пара обусловлено тем, что поверхность теплообмена, приходящаяся на единицу объема раствора в
зазоре между плоскоовальными элементами в несколько раз больше, чем в зазоре между секциями.
С целью устранения температурных потерь на гидростатический эффект и перегрев концентрируемого
раствора высота его слоя на горизонтальной перегородке 2 должна поддерживаться размерами трубной решетки 5 таким, чтобы уровень раствора над верхними овалами нагревательных элементов соответствовал
величине зазоров между элементами.
Источники информации:
1. Выпарные трубчатые аппараты для химических производств. Каталог. -М.: ЦИНТИ, 1985.
2. Олевский В.М., Ручинский В.Р. Роторно-пленочные тепло- и массообменные аппараты. -М.: Химия,
1977.
3. А.с. СССР 700155, МКИ В 01D 1/22. -1979.
4. US 1840834, кл. 139-26, 1932.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
116 Кб
Теги
by4331, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа