Электродный выпарной аппарат

Союз СоветсннкСоцнапнстнчвсиннреспубпнн 11944163 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23)ПриоритетОпубликовано 15.07.82. Бюллетень26Дата опубликования описания 17, 07 . 82 Н 05 В 3/МО всударстапе кветвт Вььр ев двааи нзейроеннй в вткрытнй(72) Авторы изобретения Томский ордена Октябрьской Революци и дадена ТрудовогоКрасного Знамени политехнический институтим. С.И, Кирова(5 Й) ЭЛГКТРОДНЫЙ ВЫПАРНОЙ АППАРАТ 1Изобретение относится к электротехнике, а именно к электродным ап"паратам, может быть использовано длянагревания и концентрирования раство"ров и испарения различных жидкостей,например, растворов каустическойсоды.Известны электродные подогревателии электродные выпарные аппараты, выполненные в виде погруженных в жид 1 окость электродов 11,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является электродный выпарной аппарат, содержащийвертикальный корпус с патрубками вво-,да и вывода жидкости и пара и сообщающуюся с ним вертикальную греющуюкамеру, выполненную в виде набора чередующихся трубчатых изоляторов и равновеликих электродов 2.2 ОНедостатком данного электродноговыпарного аппарата является неравномерность распределения плотности токапо рабочей поверхности электродов,а, следовательно, и скорости коррозии электродов. Большая доля электри" ческого тока 75-803 протекает по рабочей поверхности электрода, расположенной в непосредственной близости от трубчатого изолятора, и составляющей 1 Овсей поверхности элект" рода, что приводит к значительному градиенту коррозионного разрушения электродов по их длине, частой замене электродов, вследствие их выхода из строя за счет коррозии погранич" ной с изоляторами части электродов.Цель изобретения - увеличение про" изводительности аппарата путем выравнивания плотности электрического тока на рабочей поверхности электродов и снижения плотности тока по поверхности электрода по сравнению с плотностью тока в межэлектродном пространстве.Для достижения поставленной цели длина электрода выполнена равной 0,5"2 его диаметра, диаметр распола,мулу следует,1 мэе - , темВмэ то чем меньше отноше от ор выше удельная мощность. Но приношении длины трубчатого изолят ак его диаметру -4 значительно1 мэчмЭувеличивает коэффициент формычения 5,3, что соответственнораза снижает удельную теплопдительность электродной гремеры формула 3). Поэтому 1 яэпринято за нижнее граничное зние. до знав 5,3 роизвоющей каИэюф 4.начеочих равных усзателя неравноия плотности то Кроме того, при и ловиях значение по мерности распредел 3 94416 женного между электродами изолятора выполнен в 2-4 раза меньшим диаметра электрода, а его длина, выполнена в 1"4 раза большей диаметра электродаэ 5На чертеже изображен выпарной аппарат, общий вид.Выпарной аппарат содержит корпус 1, электродную греющую камеру 2, сепаратор 3, отстойник 4, циркуля ционную трубу 5. Греюцэая камера 2 выполнена в виде установленных по оси в чередующемся порядке трубчатых электродов б и изоляторов 7 меньшего диаметра, чем трубчатые электроды. О Аппарат снабжен патрубками 8 подачи исходного раствора, и выходом 9 для концентрированного раствора и отводом 1 О для сокового пара. Аппарат, может быть выполнен с одной или не" 2 в сколькими электродными греющими камерами, имеющими однофазное или трех" фазное электрическое питание.Аппарат работает следующим обра"зом. 25Исходный раствор поступает непрерывно через патрубок 8, смешивается с циркулирующим раствором и попадает в пространство между электродами 6 в греющей камере 2. Здесь за счет про- зв ходящего по раствору переменного электрического тока выделяется необ" ходимое для выпаривния тепло, раствор концентрируется с образованием со" кового пара. Упаренный раствор часЗэ тично удаляется через патрубок 9, остальная часть раствора циркулирует в аппарате. Соковый пар удаляется через сепаратор 3, брызгоотделитель и патрубок 10.Выполнение трубчатой греющей камеры в виде установленных по оси в чередующемся порядке трубчатых электродов и изоляторов диаметром в 2-4 раза меньшим диаметра трубчатых электродов, длиной в 1-4 раза большем диаметра4 электродов, при длине электродов равной 0,5-2 диаметрам электродов,обеспе" чивает увеличение теплопроизводительности единицы объема греющей камеры в 2-4 раза, так как для создания той же плотности тока требуется большее напряжение электрицеского тока, вследствие повышения активного сопротивле" ния межэлектродного пространства за счет уменьшения диаметра изолятора, устраняет градиент коррозионного разрушения электродов, так как при этом обеспечивается равномерность распределения плотности тока по рабочей поверхности электродов, повышает надежность работы аппарата.Данные соотношения геометрических размеров греющей камеры определяются следующим.Удельная мощность электродной греющей камеры определяется по фор- муле и о И= д- = - (1)А к й Ч( где й - тепловая мощность греющейкамеры; ЧК " объем камеры; 0 " напряжение, подводимое к электродам; й " сопротивление греющей камерЫэСопротивление греющей камеры определяется по формулекф 1 м.э км 1 .эК -:(2) где Кф " коэффициент Формы, зависящий от соотношения геометрических размеров греющей камеры; 1 м " расстояние между электродами (длина трубчатого изолятора); 3. - удельная электропроводностьраствора; Г - площадь поперечного сечения трубчатого изолятора, разделяющего электроды, Г =- мф 785 мэ )3,145 9441ка по рабочей поверхности электродавыше для больших значений Фэ/дщэПри увеличении отношения длиныизолятора к его диаметру до значения й 12-16 значение показателя неравномерности распределения тока поповерхности электродов, найденноеметодом экстрополяции для раствораКу составляет 984. Это приводит кбыстрому коррозионному разрушению 1 оэлектрода в области, находящейсяв непосредственной близости от трубчатого изолятора, разделяющего электроды. Поэтому верхним граничным значением отношения/6 э является ве" иличина 16.Таким образом, пределы измененияотношения длины изолятора к диаметруизолятора составляют 4" 16. Величинапоказателя неравномерности зависитот отношения диаметра изолятора кдиаметру электрода. Значение акмэ=0,5 Ф 2 взято на том основании, чтопри этом отношении диаметра электрода к диаметру изолятора заметно улуч"Ишается равномерность распределенияэлектрического тока по рабочей поверхности электрода. Уменьшение отношения диаметра изолятора к диаметру изолятора 6 з/6 ( 0,25, хотяи улучшает равномерность распределе"ния электрического тока по поверхности электродов, но вследствие того,что плотность тока в пространствеизолятора по сравнению с плотностьютока на электродах в 16 = 4/снэдмэраз выше, то при плотности тока наэлектродах 1 А/см в пространстве изолятора плотность тока составит16 А/см. При этой плотности токавозможен тепловой пробой электролитного промежутка в пространстве изоля-тора, что приводит к резкому перегреванию раствора, увеличению парообразования, увеличивающему активное 4 эсопротивление греющей камеры, уменьшающему тепловую мощность греющей камеры и в целом к неустойчивой работевыпарного аппарата. Возрастает в данном случае и эрозионное разрушениематериала электродов,63 ЬОтношение длины электрода к егодиаметру 1 в/дуОр 5-2 выбрано наосновании анализа экспериментальныхданных. При значении отношения1/69 = 0,5 величина показателянеравномерности распределения плотности электрического тока наимень"шая, При меньшем значении 1/дэ С 0,5,затруднено конструктивное выполнениеэлектродов греющей камеры. При отно"шении 1 Э/6 Э) 2 значение показателянеравномерности распределения плотности тока увеличивается до значения90-98, что снижает срок службыэлектродов и надежность работы выпарного аппарата,За счет данных соотношений обеспечивается равномерность распределениятока по рабочей поверхности электродов,снижается коррозионное разрушениеэлектродов и повышается надежностьработы аппарата.формула изобретенияЭлектродный выпарной аппарат, со" держащий вертикальный корпус с пат" рубками ввода и вывода жидкости и пара и сообщающуюся с ним вертикальную греющую камеру, выполненную в виде набора чередующихся трубчатых изоля" торов и равновеликих электродов, о т" л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности аппарата путем выравнивания мощности электрического тока по поверхности электродов, длина электрода выполнена равной 0,5"2 его диаметра, диаметр расположенного между электродами изолятора выполнен в 2-4 раза меньшим диаметра электрода, а длина его выполнена в 1-4 раза большей диаметра электрода.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 72768, кл. Н 05 В 3/60, 1946.2, Авторское свидетельство СССРН 613759, кл. Н 05 В 3/40, 1974Писаревскаяевич КоррПодоиомитета СССРоткрытийкая наб. д.ю т аав ае т авве Лв ЪФ ю ктор Ае Дзятсн