Вымораживающий опреснитель-концентратор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рц 637 Сеог Соввтскик Социалистических Республик.02.76 (21) 232065328-13ением заявки Хо Госудлрствеиныи коми Совета Министров СС 23) Приоритет43) Опубликовано 30.06.78. Бюллетень Ж 2445) Дата опубликования описания 26.06.78 53) УДК 66.047.3: т 621.ЯЩ2) Авторы изобрет Л. ф. Смирнов и В. М. ПархнтькоИнститут технической теплофизики АН У 1) Заявитель МОРАЖИ Ий ОПРЕСНИТЕЛЬ-КОНЦЕНТРАТ ораживающим может быть тьевой воды, а пищевых жидолока и т,Изобретение относится к вымопреснительным установкам ииспользовано для получения питакже для концентрированиякостей, например вина, соков, м д) путем вымораживания.Известен вымораживающий опреснитель- концентратор, содержащий опреснительный блок, включающий коаксиально расположенные испаритель хладагента и льдогенератор с установленным на валу шнеком, а также сепаратор со скрепером для срезания льда, теплообменник для охлаждения исходного раствора и конденсатор хладагента и плавления льда, циркуляционный насос, линии подачи исходного раствора, рециркуляционного рассола и слива рассола и холодильный компрессор 11).Однако в такой установке внутренняя поверхность испарителя не используется для образования льда, что значительно снижает ее производительность.Целью изобретения является повышение эффективности концентратора.Поставленная цель достигается тем, что опресиительный блок снабжен дополнительным конденсатором для хладагента, расположенным на наружной поверхности теплообмениика, форсунками для подачи смеси исходного раствора и рециркуляционного рассола на внутреннюю поверхность испармтеля и ножом для скалывания льда с внутренней поверхности испарителя, а нижний конец вала льдогенератора выполнен полым для подачи части рециркуляционного рассола на внешнюю поверхность испарителя, при этом сепаратор установлен в полости испарителя.На чертеже схематично показан предлагаемый вымораживающий опреснитеь-коицен 10 тратор, разрез.Вымораживающий опреснитель-концентратор содержит: опреснительный блок, установленный в корпусе 1, верхний торец которого закрыт крышкой 2, а нижний - днищем 3, и 15 включающий испаритель 4 хладагента, образованный кольцевым пространством между установленными одна в другую цилиндрическими труоами 5 и 6 и фланцем 7, внутри которого для улучшения теплообмена приварены 20 ребра 8; шнек 9, установленный на веракальном валу 10, нижний конец вала 10 выполнен полым для обеспечения слива рассола, а на верхнем конце расположен скрепер 11, предназначенный для измельчения льда н ио дачи его в конденсатор 12, служащий дляконденсации хладагента и плавленття льда; сепаратор 13, установленный в полости испарителя 4 и состоящий из трубы 14, направляющих 15, расположенных в верхией части 30 этой трубы, и шнека 9. Кроме того, опреснй613171 3тельный блок включает пластинчато-ребристые теплообменные аппараты, куда входят: дополнительный конденсатор 16, служащий для конденсации хладагента, трехпоточный теплообмениик 17 для теплообмена между исходным раствором, рециркуляционным рассолом и пресной водой, а также конденсатор 12, установленные концентрично сепаратору 13 на фланце 18, расположенном межд несущим фланцем 19 и крышкой 2 на опорах 20. Между пластинчато-ребристыми аппаратами имеются: теплоизоляция 21 и 22; тороидальный коллектор 23 с форсунками 24 для подачи смеси исходного раствора и рециркуляционного рассола на внутреннюю льдообразующую поверхность испарителя; смонтированный концентрично сепаратору 13 на фланце 19 коллектор 25 с форсунками 26 для набрызгивания жидкости на наружную поверхность испарителя, установленный под перфорированным поддоном 27; ножи 28, 29 для скалывания льда с наружной и внутренней поверхности испарителя, один из которых (23) расположен на коленчатом кронштейне 30, смонтированном под поддоном 27, а другой - на коленчатом кронштейне 31, укрепленном между поддоном 27 и спиральной лопастью 32. Лопастью 32 заканчивается шнек 9, при этом радиус вращения лопасти несколько меньше радиуса перфорированного поддона 27.Вы мор аживающий опреснитель-концентратор содержит циркуляционные насосы 33, 34 для подачи исходного раствора и рециркуляционного рассола, линии 35, 36 и 37 подачи исходного раствора, рециркуляционного рассола и слива рассола, и холодильные компрессоры 38, 39 высокого и низкого давления.Описанный вымораживающий опреснитель- концентратор работает следующим образом.Исходный раствор циркуляционным насосом 33 по линии 35 подачи исходного раствора поступает в среднюю часть трехпоточного теплообменника 17, где он охлаждается до температуры +2 С за счет теплообмена с холодным сбросным рассолом и пресной водой.Двигаясь дальше по трубе 40, раствор смешивается с частью рециркуляционного рассола.После увеличения концентрации смесь поступает в тороидальный коллектор 23, откуда через форсункн 24 стекает тонкой пленкой по внутренней льдообразующей поверхности испарителя 4. Другая часть рециркуляционного рассола через вентиль 41 и трубку 42 подаевся в полость вала 9, где через коллектор и форсунки набрызгивается на внешнюю льдообразующую поверхность испарителя. В полости последней при температуре около - 10 фС кипит хладагент, например фреон, отнимая теплоту льдообразования через стенки труб 5 и 6. Лед, намороженный на внутренней и внешней поверхностях испарителя 4", скалывается ножами и под действием силы тяжести падает на перфорированный поддон,510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 откуда он сгребается спиральной лопастью и подается в сепаратор 13 в виде пористого поршня. Перемешаясь вверх с помощью шнека 9, ледяной поршень пронизывается теплым воздухом с температурой 25 С, который подают в сепаратор 13 компрессором 43 по трубо. проводу 44, Теплый воздух подплавляет и промывает частицы льда от рассольной пленки, которая стекает сквозь пустоты, не заня.тые льдом. на поддон 27, а оттуда через перфорацию - в нижнюю часть днища 3.Отработанный воздух с пониженным дав лением и температурой выпускают через шту. цер 45. Чистый лед, двигаясь поступательно по направляющим, захватывается скрепером 11, измельчается и сбрасывается в конденсатор 12, где он сначала разжижается до концентрации -15% (по льду) частью рециркуляционной пресной воды, подающейся сюда по трубопроводу 46, затем при прокачивании льдоводяной суспензии через пластинчаторебристый конденсатор 12 плавится при температуре около 0 С, отнимая тепло конденсации (при 8 С) холодильного агента, выделяющегося в конденсаторе 12.Полученная пресная вола стекает в водосборник 47, откуда по трубопроводу 48 подается во всасывающую полость насоса 49; последний по нагнетательпому трубопроводу 50 через вентиль 51 по трубопроводу 46 подает часть воды на разжижение льда в конденсатор 12, а другую часть - в трехпоточный теплообменник 17, где за счет теплообмена отбирается тепло у исходного раствора, а оттуда по трубопроводу 52 она выводится из опреснительного блока в виде продукта.Одна часть рассола из днища 3 по линии 36 подачи рециркуляционного рассола поступает в трехпоточный теплообменник 17, где охлаждает движущийся противотоком исходный раствор, и по трубопроводу 53 выводится из опреснительного блока, другая часть - через вентиль 54 смешивается с исходным раствором и затем идет на рециркуляцию, а третья - через вентиль 41 и трубу 42 подается в полость вала 10 и затем также идет на рециркуляцию,При помощи компрессора 39 низкого давления пар холодильного агента через трубопровод 55 засасывается из верхней части испарителя 4, сжимается, и по трубопроводу 56 большая его часть подается в конденсатор 12, а меньшая часть по трубе 57 идет в компрессор 38 высокого давления. Из компрессора 38 по трубопроводу 58 пар нагнетается в дополнительный конденсатор 16, где он конденсируется, Жидкий холодильный агент по трубопроводам 59 и 56 поступает к дросселирующим устройствам 60 и 61, где дросселируется до давления испарения, и через трубу 62 поступает в нижнюю часть испарителя 4. Формула изобретенияВымора жива ющнй опреснитель-концентратор, содержащий олреснительный блок, вклю613171 Составители Г. БогачеваРедактор Н. Хубларова Техред А. Камышнвиова Корректор 3. Тарасов ПодписиСССР Тираж 680омнтета Совета Мннистрообретений и открытийЖ, Раушская наб., д, 415 7/16 Изд. М 50 НПО Государственного по делам и 113035, Москва, каа Типография, пр. Сапунова чаюший испаритель хладагента, установленный на валу шнек. сепаратор со скрепером д 1 я срезания льда, теплообменник для охлаждения исходного раствора и конденсатор хладагепта и плавления льда, циркуляционный пнгц линии подачи исходного раствора, репнрк ляпкцннцго рассола и слива рассола и холцлнльный компрессор, о т л и ч а ю щ и йс я т и,;то, с целью повышения эффективности концентратора, цпреснительный блок снабжен дополнительным конденсатором для хладагента, форсунками для подачи смеси исходного раствора и рецнркуляцнонного рас.сола на внутреннюю поверхность нспарнтеляи ножом для скалывания льда с внутреннейповерхности испарителя, а нижний конец ва 5 лэ выполнен полым для подачи части рецнркуляционного рассола на внешнюю поверхность испарителя, при этом сепаратор установлен а полости испарителя.Источники информации,1 О принятые во внимание прн экспертизе. Авторское свидетельство СССР М 347247,кл. В Я. 1/00, 1970.