Аппарат для концентрации и кристаллизации растворов

3ОП ИСАИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистицеских Раслублик(22) Заявлено 09.06.75 (21) 21с присоединением заявки98/ М, Кл. С 13 С 1/О В 01 П Ь/О Госудврстевины 9 комитет Свавта Меивтрва СИР пв делам извбветвей и открытий(45) Дата опубликования описа етень 2 я 26.06.7) Авторы изобретени П В Попторвк В П Кока Ю Д Кот А М Мус А, К. Сушенко, Г. А. Виноградов и Л. Г, Белостоцк Всесоюзный научно-исследо и промышленности и Институт АН Украинской ССРьский институт сахарнолем материаловедения Звяв(54) АППАРАТ ДЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ И КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСТВОРОВ емкости, эффективнос стенинкруКнв изения твцомэа окая. нструкцня опьшого орсунок. ит к томуев того, к ппарата слож- тхтичества аличняьных ф пыл Вс что аппаво Изобретение относится к оборудованию дпя концентрации и кристаллизации растворов, например свхвросодержаших, и может быть испапьэоввно в пищевой, химнчнсой и других отраслях промышленности. Известен аппарат для концентрации и кристаллизации рвстворов,выполненный в виде емкости, снабженной в нижней части, заполняемой раствором, поверхностью 1 р теплообменв, а в верхней - устройством дпя предотвращения инкрустаций нв стенках емкости в пвровоздушной зоне 1 .В известном аппарате устройство для предотвращения инкрустаций выполнено т 5 в виде форсунок струбопроводами подачи в них раствора для распыления исходного ненасьипенного раствора на стенки аппарата над поверхностью циркулирующего насьпценного раствора, избыток влаги о торого растворяет отложения.Однако в таком аппарате, вследствие попадания брызг кипящего раствора на нодводящне его трубы, распыпительные форсунки и расположенные выше форсунок 25 рат периодически останавпввают и прона ривают для растворения и удаления инкрр стаций со стенок верхней незаполненной раствором части емкости.Цель изсбретеиия - повышение эффективности удаления инкрустаций и упрощение конструкции аппарата.Дпя этого в предлагаемом аппарате устройство для предотвращения инкрустаций выполнево в виде пористого экрана, проницаемого дпя текучих сред и установленного с образованием меащ ним и стенками емкости камеры слуаащей для подачи текучих сред на пористый акран. При атом; края пористого экрана расположены над поверхностью нагрева ня же уровня зеркала раствора Вы образо вания в камере гидравлическя о затвора. Кроме того, в камере укреппены ребра, делящие ее на отдельные секции, каждаяиэ которых снабжена патрубками для подвода текучих сред.На фиг, 1 схематична изображен предлагаемый аппарат для концентрации икристаллизации растворов, продольный раэ. 5рез," на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - устройство для предотвращения инкрустаций на стенках емкости (показано частично).Аппарат выполнен в виде емкости 1,снабженной в нижней части, заполняемойраствором, поверхностью 2 теплообмена,а в верхней - устройством для предотвращения инкрустаций на стенках емкости в паровоздушной зоне. . 15Устройство для предотвращения инкрустаций прдставляет собой пористый экран3, проницаемый для текучих сред. Экран3 установпек с образованием между ними стенками емкости 1 камеры 4, служа Ощей для подачи текучих сред на пористыйэкран. В камере 4 укреплены ребра 5,делящие ее на отдельные секции, каждаяиз которых снабжена патрубками 6 дляподвода текучих сред. 25Нихсиие края пористого экрана 3 расположены над поверхностью 2 теплообмена ниже уровня зеркала раствора дляобразования в камере 4 гидравлическогозатвора, препятствующего свободному вы- ЗОходу паров снизу пористого экрана впространство над уровнем раствора. Поверхность 2 теплообмена снабжена системой подвижных нагревательных трубок7, соединенных коллекторами 8, опирающимися на полые цапфы 9.Нагревательные трубки 7 пропущенычеоез межсекционные перегородки, выполненные в виде дисков 10 и разделяющие нижнюю часть рабочей емкости на л 0несколько с акций,,Аппарат снабжен паропроводом 11 дляподачи греющего пара в коллектор 8 инагревательные трубки 7, натрубками12-15, соответственно, для отвода копденсата, отвода неконденсирующих газовподачи исходного раствора в секции рабочего пространства емкости 1 и отводаобработанного раствора,Пространство емкости 1 над раство Ором соединено патрубком .16 с вакуумсистемой (на чертежах не показана), приэгом в нем осуществляется отделение,паров растворителя от брызг раствора.В качестве материала для иэготовления пористого экрана могут быть использованы пористые спеченные прокатные листы иэ титана, стойкого к водяномупару и выдерживающего длительный цикл пропускания водяного пара без ухудшенияпропускной способности.В случае подачи в емкость 1 другихпаров (не водяных) материал пористогоэкрана должен быть коррозионностойким.Аппарат работает следующим образом,Нижнюю часть аппарата через натрубок 14 заполняют подлежащим обработкераствором, а в нагревательные трубки 7через полую цапфу 9 по паропроводу 11подают греющий пар для подогрева раствора,Подвижная система коллекторов 8 снагревательными трубками 7 обеспечиваетперемешивание раствора и движение слоевэтого раствора, находящихся вблизи стенок нихсней части емкости 1 Подвижныенагревательные трубки 7 непрерывно омываются раствором, Благодаря отсутствиюзастойных эон на стенках емкости 1 ина поверхности 2 теплообмена инкруста,ции не образуются,Конденсат греющего пара накапливающийся на поверхности 2 теплообмена, отбирается иэ коллектора 8 через патрубок12, а попавшие в эту полость неконденсирующиеся газы (воэдух, аммиак и т. п)вместе с частью отработанного пара выпускаются через патрубок 13,Подлежащий концентрации или кристаллизации раствор поступает по патрубку 14в первую (слева) секцию аппарата, а сконцентрированный или пересышенный растворс выращенными до заданного размера кристаллами удаляется через патрубок 15.Регулирование размеров вырашиваемыхкристаллов можно осуществлять подкачкойрастворов различной концентрации в рабсчие секции аппарата через ряд, патрубков14 установленных по длине емкости 1,В камеру 4 между пористым экраном3 и стенками емкости 1 через патрубки6 подводится пар, проникающий затем вкапилляры пористого экрана 3 и конденсируюшийся в них, Конденсат выпотевая"через капилляры на другую сторону пористого экрана 3, увлажняет поверхностьпоследнего, обращенную внутрь емкости,причем брызги кипящего раствора, попадая на влажную поверхность экрана, немогут на ней закрепиться, и под действиемотмыва" конденсатом или под одновременным действием отмыва" конденсатоми отдува проходящими через капиллярыиэбыточньпли царами, сползают вниз(фиг. 2). Если в случае аварии системыподачи нара или неправильной регулировки происходит образование инкрустациии нарастает толстый слой, то для их удаления аппарат не останавливается, а5 5605 ,лишь увеличивается подача пара в камеру 4.По окончании процесса отмыва слоя инкрустаций подачу пара вновь уменьшают до оптимальных размеров.5При мнагосекционном выполнении пористого экрана 3 (фиг. 3) слой уже отложившихся инкрустаций снимают путем подачи различных количеств пара в секции, при этом больше пара подается к участкам пористого экрана 3, на которых образовался более толстый слой инкрусталий.При равномерной и правильно отрегул 5 рованной подаче пара инкрустации не могут образоваться, и аппарат может работать в непрерывном режиме длительное время.При подаче в камеру 4 пара в количестве 10-20 кг/ч на 1 м площади экра 2на на стенках емкости 1, свободных от раствора, исключается образование инкрустаций, при этом подаваемый на пористыР экран пар .не нарушает работы вакуумной системы и не приводит к разбавлению кристаллизируемого раствора.Ожидаемый экономический эффект от использования описываемого изобретения зО составит 35,5 тыс. руб, в год на один аппарат производительностью 3 тыс. т/сутки,12формула изобретению1, Аппарат для концентрации и кристаллизации растворов, например сахаросодержащих, выполненный в виде емкости,снабженной в нижней части, заполняемойраствором, поверхностью теплообмена,а в верхней - устройством для предотвращения инкрустаций на стенках емкости впаровоэдушной зоне, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности удаления инкрустаций и упрощенияконструкции аппарата, устройство дляпредотвращения инкрустаций на стенкахемкости выполнено в виде пористого экрана, проницаемого для текучих сред и установленного с образованием между ним истенками емкости камеры, служащей дляподачи текучих сред на пористый экран,2. Аппаратпоп. 1, отли чающ и й с я тем, что нижние края пористого экрана расположены над поверхностьюнагрева ниже уровня зеркала растворадля образования в камере гидравлического затвора.3. Аппарат по п. 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что в камере укреплены ребра, делящие ее на отдельные секции, каждая иэ которых снабжена патрубками для подвода текучих сред,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Патент Англии Ж 1141639,кл. В 1 В, 1974.56051 2 Филиал ППП Патент, . Ужгород, ул. Проектная БНИИПИ Зак ирак 456