Аппарат для испарения растворов и пульп

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСИЗОБРЕТЕНИЯ но 764694(51)М, К с присоединением заявки М В 01 О 1/00 В 01 0 3/06 Р 22 В 3/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.541(088.8) Дата опубликования описания 2 Ь 0980(54) ппАРАТ для испАРения РАстворовИ ПУЛЬП 1Настоящее изобретение относитсяк аппаратам для концентрированиярастворов путем мгновенного испарения,применяемым в теплотехнике, для опреснения воды в производстве химическихпродуктов, например, для обработкиалюминантных растворов,Известен аппарат для мгновенногоиспарения жидкостей 1, в которомсопло переменного сечения, соединенос сепаратором в Форме тела вращения.Работа аппарата основана на циклонном принципе сепарации паровой ижидкой фаэ, образовавшихся послесамоиспарения жидкости в сопле переменного сечения. Струя паро-жидкост-ной смеси из сужающегося, а затемрасширяющегося сопла направляетсяпод небольшим углом на внутреннююповерхность тела вращения, где вакручивается, при этом жидкость отводится через тангенциальный патру.бок, а паровая фаза выходит по оситела вращения.Недостатки соплового самоиспарения известны и связаны с большимискоростями и градиентами скоростейпри сопловом источнике парожидкостнойсмеси. Высокая турбулентность струиприводит к диспергированию капель 30 2жидкости в паровой фазе и получениюмикрокапель, отделение которых отпаровой Фазы затруднено. Поэтому пари конденсат будут загрязняться щелочью и другими компонентами алюминатных растворов и пульп.Известен аппарат для испарения жидкостей, содержащий корпус, разделенный перегородкой с центральным отверстием на входную и выходную камеры,тангенциальные патрубки для подводаи отвода жидкости и патрубок для отвода пара 2,В аппарате для получения пара присамоиспарении поток жидкости закручивают с последующим уменьшением радиуса закрутки. Во время движенияжидкости к отверстию в перегородке радиус закрутки уменьшается, скоростьзакрученной струи увеличивается, идавление жидкости становится меньшедавления насыщения при данной температуре . Жидкость вскипает, пузырькипара под действием архимедовой силысобираются в центре и выводятся черезотверстие в перегородке и далеечерез паровое отверстие в стенке, барабана, Жидкость переливаетсячерезотверстие в перегородке в выходнуюкамеру, радиус вращения увеличивается,давление повышается, а кипение пре- кращается, Образовавшиеся при кипении капли жидкости центробежнымисилами отбрасываются из паровой струи вновь на зеркало жидкости. Из выходной камеры жидкость отводится по тангенциальному каналу.5 Недостатки этого аппарата состоят в следующем: зеркало жидкости во . входной камере загружено неравномерно на самоиспарение работает только зо на вблизи отверстия; интенсивное кипение вблизи отверстия служит при" чиной брызгообраэования и повышенного брызгоуноса.Таким образом, величина зеркала парообраэования составляет по высоте аппарата менее половины общей поверхности жидкости. Выходная камера аппарата, размеры которой определяются выходным патрубком жидкости, для самоиспарения не используется. При переливе жидкости через край перегородки в выходную камеру жидкость отбрасывается центробежной силой на стенки выходной камеры, что приводит к вторичному брызгообразованию н яв лениям кавитационного износа стенок камеры.Цель изобретения - повышение эфФективности работы аппарата за счет увеличения зоны испарения.и умень шения брыэгоуноса,Это достигается тем, что перегородка, разделяющая аппарат на входную и выходную камеры, выполнена в виде двух усеченных конусов, сопряженных меньшими основаниями.Кроме того, выходная камера снабжена направляющим элементом в виде усеченного конуса, установленного над перегородкойТакое выполнение перегородки позволит увеличить поверхность 4 зеркала самоиспарения и снизить удельную нагрузку на единицу поверхности эа счет плавного увеличения скорости вращения по мере уменьшения диаметра вращения жидкости в конусной перегородке. Наличие второго усеченногоконуса, направленного основанием в сторону выходной камеры, обеспечивает плавный слив самоиспаренного раствора беэ ударов о стенки и вторичного 50 брыз гообраэ ования .Дополнительный усеченный конус в выходной камере позволяет монтировать несколько.апйаратов в батарею, приэтомпатрубок для отвода пара устанавливают в верхней части аппарата на его боковой поверхности.На фиг. 1 изображен предлагаеьий аппаоат, продольный разрез;на фиг.2- вариант выполнения аппарата.Аппарат содержит корпус 1, пере городку 2, с отверстием 3, выполненную в виде двух усеченных конусов и разделяющую корпус на входную камеру 4 с тангенциальным патрубком 5 для ввода раствора, выходную камеру 6 с патруб- Я ком 7 для вывода раствора и патрубковт 8 для отвода пара.В случае монтажа аппарата в батарею он снабжен дополнительным усеченным конусом 9 (Фиг. 2).При работе аппарата горячий раствор (пульпа, конденсат) по тангенциальному входному патрубку 5 подают во входную камеру 4, в которой происходит закрутка раствора. По мере продвижения раствора к отверстию 3 вдоль по сужающимся стенкам конусной перегородки 2 диаметр вращения линейно уменьшается соответственно этому возрастает скорость вращения, Давление раствора постепенно падает, раствор кипит и охлаждается. Пузырьки пара поднимаются к поверхности раздела фаэ, диаметр которой определяется условиямиперелива через отверстие 3 в перегородке. Конусная форма перегородки обеспечивает максимальную высоту зоны кипения и более равномерную ее нагрузку. Охлажденный раствор по второму конусу перегородки 2 плавно, беэ ударов н брызгообразования сливается в выходную камеру 6 и отводится через патрубок 7Пар отводится через паро- вой патрубок 8.Наличие дополнительного конуса 9 позволяет разместить выходной патоубок раствора 7 в нижней части выходной камеры 6, а в верхней ее части на боковой поверхности установить паровой патрубок 8, что освобождает торцовую поверхность и позволяет испольэовать ее для компановки аппаратов в батарею колонного типа.Таким образом, предлагаемая конструкция более эффективна в работе на щелочных алюминантных растворах, предъявляющих жесткие требования к брызгоуносу.Аппарат прост в изготовлении и эксплуатации, легко компануется в батарею, занимающую минимальное количество производственной площади.Формула изобретения1. Аппарат для испарения растворов и пульп, содержащий корпус, разделенный перегородкой с центральным отверстием на входную и выходную камеры, патрубки для подвода жидкости и отвода жидкости и пара, о т л н ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения эфФективности работы за счет увеличения зоны испарения и уменьшения брыэгоуноса, перегородка выпо,анена в виде двух усеченных конусов, сопряженных меньшими основаниями2. Аппарат по и, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что выходная камера снабжена направляющим элеМентом в виде усеченного конуса, установленного над перегородкой, а патрубок764694 09 Подписн нал ППП Пат отвода пара, равмецен иа боковой поЬеркности аппарата.Источники информации, ,принятые во внимание при экспертиве ПИ Заказ 6382/5 Т 1. Патент США М 3446189, кл. 122 - 40, 1969,2,:, Авторское свидетельство СССР М 419687, кл. Р 22 В 3/04 1972Ужгород, ул. Проектная, 4