Выпарной аппарат со стекающей пленкой

СОЮЗ СОВЕТСКИХсвииюмипекРЕСПУБЛИК 4(51 О ЬСТ ОМУ Св 5 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ(72) В.А. Марков и А.И. Кулибаба (71) Проектно-конструкторское бюро по проектированию оборудования для производс ва пластических масс и синтетических смол(56) 1. Авторское свидетельство ССС У 352653, кл. В 01 0,1122, 1969.2. "Химическое и нефтяное машиностроение", 1982., В 2, с. 19-20.(54)(57) ВЫПАРНОЙ АППАРАТ СО СТЕКАЮЩЕЙ, ПЛЕНКОЙ, содержащий вертикальный корпус, установленные в немобогреваемые трубы, закрепленныев верхней и нижней трубных решетках,размещенные внутри труб спиральныепроволочные вставки, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью интен.сификации процесса выпаривания засчет повышения устойчивого пленочного течения выпариваемой жидкости,вставки выполнены в поперечном сечении в форме сегмента с прямолинейной стороной, прилегающей к внутрен"ней поверхности трубы, 1 11342Изобретение относится к конструкции выпарных аппаратов со стекающей пленкой и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.Известны вынарные аппараты, включающие цилиндрический корпус, закрепленные в трубных решетках тепло- обменные трубы и размещенные в них пленкообразующне устройства в виде спиральных лент. Спиральные ленты установлены в теплообменных трубах с зазором, определяющим толщину стекающей пленки. Применение таких вставок эффективно при высокой плотности орошения, когда толщина стекающей пленки жидкости превьшает величину зазора между вставкой и стенкой трубыОднако если толщина пленки меньше этого зазора, то вставка не воздействует на жидкость и тонкая пленка жидкости при стекании по стенкам трубы может разрываться и вырождаться в струи, что резко сокращает поверхность испарения. Учитывая то, что выпускаемые промышленностью трубы имеют значительные предельные отклонения диаметра и толщины стенок, 1.еальный внутренний.диаметр труб также колеблется в больших пре30 делах, в связи с чем зазор между стенкои трубы и вставкой может быть установлен не менее 3-4 мм. Для получения тонких пленок конструкция таких выпарных аппаратов непригодна.Известен также выпарной аппарат, содержащий корпус, установленные в нем обогреваемые трубы, закрепленные в верхней и нижней трубных решетках, и размещенные внутри труб спиральные проволочные вставки. В этом аппарате витки спиральной проволочной вставки прилегают к стенкам труб, ве образуя с ними зазора и способствуя торможению стекающей пленки жидкости и некоторому увеличению поверхности контакта греющих поверхностей с пленкой выпариваемой жидкости, за счет чего про" цесс выпаривания интенсифицируется 2 .Однако использование указанного аппарата в режиме тонкопленочного выпаривания недостаточно эффективно, 55 так как спиральные проволочные встав. ки, имеющие в сечении форму круга, не обеспечивают при этом устойчиного пленочного течения. Стекающая по стенке трубы тонким слоем жидкость обтекает виток спиральной вставки только в верхней и централь. ной. части его сечения, а в крайней нижней точке сечения вставки, не дойдя до поверхности трубы, часть жидкости срывается в свободное падение в виде капель и струй. Толчцина этих капель и струй также значительно превьппает толщину пленки, прн этом дальнейший путь жидкости происходит беэ контакта с греющей поверхностью трубы, за счет чего процесс выпаривания жидкости замедляется.Цель изобретения - интенсифика-. ция процесса выпаривания за счет повышения устойчивого пленочного те. чения.Указанная цель достигается тем, что в выпарном аппарате со стекающей пленкой, содержащем вертикальный корпус, установленные в нем обогреваемые трубы, закрепленные в верхней и нижней трубных решетках, и размещенные внутри труб спиральные проволочные вставки, вставки выполнены в поперечном сечении в форме сегмента с прямолинейной вертикальной стороной, прилегающей к внутренней поверхности трубы.Вставка с поперечным сечением витка описанной формы позволяет обеспечить равномерное и устойчивое движение тонкой пленки по всей длине труб, при этом достигается безотрывное огибание пленкой витка вставки и дальнейшее ее движение по стенке трубы. Повьппается надежность работы аппарата, предотвращаетсявырождение пленки в капли или струи.Применение спирально-проволочной вставки с большой границей контакта со стенкой трубы увеличивает греющую поверхность и отдачу тепла от стенки трубы к жидкости (эффект оребрения), что способствует увеличению количества жидкости, испаренной за один проход, т.е. интенсификация работы аппарата.Ба фиг. 1 изображен аппарат, продольный разрез " на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1; фиг. 3 - узел 11 на фиг. 2, на фиг. 4 - вариант выполнения проволочной вставки.Аппарат содержит корпус 1 и вер-, тикальные трубы 2, закрепленные втрубных решетках 3 и 4, Корпус име5 О 5 20 25 30 35 45 образуют со стенкой трубы карманов и не имеют точек, лежащих ниже нижней точки сопряжения сечения витка вставки с трубой, т,е. точек, с кото рых возможен срыв капель или струй, Наличие острого угла, под которым сопрягается вертикальная сторона сечения 12 с соседней стороной 13, обеспечивает плавное стекание всей пленки жидкости 14 с витка вставки 11 на стенки трубы 2. При этом обеспечивается поддержание равномерной толщины стекающей пленки, Упаренный раствор выводится из аппарата через патрубок 8. Пар удаляется через патрубок,9.Используемые в аппарате вставки не нарушают сплошного беэотрывного течения. Жидкость протекает через витки вставки, не образуя струйных потоков и не срываясь в паденА, При этом витки вставки тормозят жидкость увеличивая время ее активной обработки и дают прирост свободной поверхности жидкости, с которой происходит испарение. Одновременно обесне чивается прирост поверхности контакта жидкости с обогревающей поверх-. ностью, посколькусечение вставь имеет прямолинейную сторону, прилегающую к обогреваемой стенке трубы, сопрягающейся со смежной стороной по крайней мере снизу под острым углом. Вертикальная прямолинейная сторона обеспечивает большую. поверхность контакта, а следователь-но, хорошую тенлопередачу от стенок трубы к вставке, что способствует интенсификации нагрева стекающей жидкости. Острые углы, под которыми сопрягается вставка со стенками трубы, обеспечивают перетекание жидкости с поверхности вставки на поверхность трубы и с поверхности . трубы на поверхность вставки. Этим предотвращается отрыв капель жидкости.и их свободное падение, вырождение пленки жидкости в. струи или накопление и струйное течение жидкости по спиралеобразным желобам.икова Соста итель Е. СоТ банга орректорС, Черни,однисное ап ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Реактор И, Тавтин Текред Закаэ 99795 Тираж ВНИИПИ Государственног по делам ивобретени 113035, Москва, Ж, Р