Выпарной аппарат, содержащий греющую камеру с кипятильными трубками, соединенную циркуляционной трубой с сепаратором, внутри которого установлен брызгоотделитель, имеющий цилиндроконический корпус с отогнутыми внутрь направляющими  и выходной патрубо

Кузьмин, Владислав Владимирович

Лютаревич, Илья Анатольевич

Марков, Владимир Алексеевич

Мисюля, Дмитрий Иванович

Belarusian State Technological University

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К  ПАТЕНТУ (12) РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ    НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР  ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ  СОБСТВЕННОСТИ (19) BY (11) 16427 (13) C1   (46) 2012.10.30  (51) МПК    B 01D 1/06 (2006.01)      (54) ВЫПАРНОЙ АППАРАТ (21) Номер заявки: a 20101085 (22) 2010.07.15 (43) 2012.02.28 (71) Заявитель: Учреждение образования "Белорусский государственный тех-нологический университет" (BY) (72) Авторы: Кузьмин Владислав Влади-мирович; Мисюля Дмитрий Ивано-вич; Марков Владимир Алексеевич; Лютаревич Илья Анатольевич (BY) (73) Патентообладатель: Учреждение обра-зования "Белорусский государственный технологический университет" (BY) (56) ТИМОНИН А.С. Основы конструиро-вания и расчета химико-технологиче-ского и природоохранного оборудова-ния: Справочник. Т. 2. - Калуга: Изда-тельство Н.Бочкаревой, 2002. - С. 761-762. RU 2294786 C2, 2007. RU 2116103 C1, 1998. RU 33513 U1, 2003. UA 72504 C2, 2005. BY 6095 C1, 2004.  (57) 1. Выпарной аппарат, содержащий греющую камеру с кипятильными трубками, со-единенную циркуляционной трубой с сепаратором, внутри которого установлен брызго-отделитель, имеющий цилиндроконический корпус с отогнутыми внутрь направляющими и выходной патрубок, отличающийся тем, что в выходном патрубке установлены лопат-ки для раскручивания парожидкостного потока, проходящего через выходной патрубок,    Фиг. 2 BY  16427  C1  2012.10.30 BY  16427  C1  2012.10.30  2 причем лопатки установлены между внутренней поверхностью выходного патрубка и расположенным по его оси рециркуляционным трубопроводом, при этом на передней, об-ращенной навстречу парожидкостному потоку стороне лопаток и на их периферии выпол-нены щелевые отверстия, сообщающиеся с рециркуляционным трубопроводом, нижний конец которого расположен ниже центрального отверстия тарелки, установленной в ниж-ней части цилиндроконического корпуса. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что нижний конец рециркуляционного трубо-провода выполнен зубчатым.   Изобретение относится к области выпарной техники. Известен аппарат для выпаривания пенящихся растворов [1], содержащий трубчатые подогреватели, установленный над ними сепаратор, циркуляционные трубы, паровые эжекторы, паросборник, причем крышка каждого подогревателя выполнена конической и снабжена патрубком для вывода парожидкостной смеси, изогнутым под прямым углом и направленным в сторону боковой стенки сепаратора. Так как крышки подогревателей выполнены коническими и снабжены патрубком для вывода парожидкостной смеси, изогнутым под прямым углом и направленным в сторону боковой стенки сепаратора, то они значительно сужают проходное сечение парожидкост-ной смеси и тем самым увеличивают скорость парожидкостного потока на выходе из па-трубков. За счет этого увеличиваются вторичный брызгоунос, гидравлическое сопро-тивление сепаратора и температура кипения раствора, снижается движущая сила процесса выпаривания. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достига-емому результату является выпарной аппарат [2], включающий греющую камеру с кипя-тильными трубками, циркуляционную трубу и сепаратор с брызгоотделителем, имеющим цилиндроконический корпус с отогнутыми внутрь направляющими и осевой выходной патрубок. В этой конструкции недостатками являются высокое гидравлическое сопротивление брызгоотделителя, обусловленное значительными потерями энергии с выходящим из него вихревым парожидкостным потоком, что способствует снижению движущей силы про-цесса, и повышенный брызгоунос. Задачей предлагаемого изобретения является снижение гидравлического сопротивле-ния брызгоотделителя и интенсификация процесса выпаривания, а также уменьшение брызгоуноса. Указанная задача достигается тем, что в выпарном аппарате, содержащем греющую камеру с кипятильными трубками, соединенную циркуляционной трубой с сепаратором, внутри которого установлен брызгоотделитель, имеющий цилиндроконический корпус с отогнутыми внутрь направляющими и выходной патрубок, в выходном патрубке установ-лены лопатки для раскручивания парожидкостного потока, проходящего через выходной патрубок, причем лопатки установлены между внутренней поверхностью выходного па-трубка и расположенным по его оси рециркуляционным трубопроводом, при этом на пе-редней, обращенной навстречу парожидкостному потоку стороне лопаток и на их периферии выполнены щелевые отверстия, сообщающиеся с рециркуляционным трубо-проводом, нижний конец которого расположен ниже центрального отверстия тарелки, установленной в нижней части цилиндроконического корпуса. Нижний конец рециркуля-ционного трубопровода может быть выполнен зубчатым. Существенное отличие предлагаемого устройства состоит в том, что в выходном па-трубке установлены лопатки для раскручивания парожидкостного потока, проходящего через выходной патрубок, причем лопатки установлены между внутренней поверхностью выходного патрубка и расположенным по его оси рециркуляционным трубопроводом, при BY  16427  C1  2012.10.30  3 этом на передней, обращенной навстречу парожидкостному потоку стороне лопаток и на их периферии выполнены щелевые отверстия, сообщающиеся с рециркуляционным тру-бопроводом, нижний конец которого расположен ниже центрального отверстия тарелки, установленной в нижней части цилиндроконического корпуса. Нижний конец рециркуля-ционного трубопровода может быть выполнен зубчатым. Такое конструктивное решение позволяет за счет использования вращательного дви-жения проходящего через выходной патрубок парожидкостного потока снизить гидравли-ческое сопротивление брызгоотделителя (и тем самым величину гидродинамической депрессии, увеличив полезную разность температур), а также за счет осаждения на лопат-ках и возврата уносимых парогазовым потоком капель влаги уменьшить величину брызгоуноса. Устройство выпарного аппарата представлено на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 представлен общий вид выпарного аппарата. На фиг. 2 представлен общий вид брызгоотделителя. Выпарной аппарат состоит из нагревательной камеры 1, содержащей кипятильные трубки 2, циркуляционной трубы 3 и сепаратора 4, внутри которого установлен брызгоот-делитель 5, имеющий цилиндроконический корпус 6 с отогнутыми внутрь направляющи-ми 7, расположенный по оси выходной патрубок 8 с лопатками 9, тарелку 10 с центральным отверстием 11. Лопатки 8 могут быть снабжены щелевыми отверстиями 12, сообщающимися с рециркуляционным трубопроводом 13, нижний конец которого выпол-нен зубчатым и расположен ниже центрального отверстия 11 тарелки 10. Выпарной аппарат работает следующим образом. Раствор на выпаривание поступает снизу в кипятильные трубки 2 нагревательной ка-меры 1, межтрубное пространство которой обогревается греющим паром. На уровне, со-ответствующем обычно 20-25 % высоты кипятильных трубок 2, наступает интенсивное кипение. Пузырьки вторичного пара сливаются, и пар, поднимаясь по трубкам 2, увлекает за собой раствор. Парожидкостная смесь с большой скоростью поступает в сепаратор 4, где отделяется упаренный раствор. Поток пара с захваченными им каплями направляется к брызгоотделителю 5 и, поступая в проходы между направляющими 7, приводится во вращательное движение, в результате чего капли жидкости отбрасываются к стенкам кор-пуса 6 и стекают вниз, а вихревой парожидкостный поток поступает в выходной патрубок 8, где с помощью лопаток 9 происходит преобразование кинетической энергии враща-тельного движения в потенциальную энергию давления со снижением тем самым гидрав-лического сопротивления брызгоотделителя 5. Выносимые потоком пара и осаждающиеся на лопатках 9 наиболее мелкие капли могут быть отведены с помощью щелевых отвер-стий 12 и рециркуляционного трубопровода 13 обратно в основной объем брызгоотдели-теля 5 и затем в сепаратор 4. Для более надежного и эффективного отвода конденсата, предотвращения его вторичного захвата парожидкостным потоком нижний конец рецир-куляционного трубопровода 13 может быть расположен ниже центрального отверстия 11 тарелки 10 и выполнен зубчатым. Использование данного устройства позволяет путем утилизации энергии крутки ухо-дящего парожидкостного потока уменьшить гидравлическое сопротивление брызгоотде-лителя (на ≈ 15-20 %) и тем самым величину гидродинамической депрессии, повысив полезную разность температур и интенсифицировав процесс выпаривания, а также сни-зить брызгоунос из сепаратора выпарного аппарата. Изобретение может быть использовано для процессов выпаривания на предприятиях ОАО "Химволокно", г. Могилев, ОАО "Химволокно", г. Светлогорск, ПО "Азот", г. Грод-но и других, где используются выпарные аппараты.    BY  16427  C1  2012.10.30  4 Источники информации:  1. А.с. СССР 285888, МПК B 01D 1/12, 1971. 2. Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и при-родоохранного оборудования: Справочник. Т. 2. - Калуга: Издательство Н.Бочкаревой, 2006. - С. 762 (прототип).     Фиг. 1            Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.  

Выпарной аппарат

http://elib.belstu.by/bitstream/123456789/9479/1/16427.pdf

Выпарной аппарат

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Belarusian State Technological University