Выпарной аппарат

(71) Заявитель Открытое акционерное общество Гродно Азот(72) Авторы Агеев Вячеслав Васильевич Сурба Анатолий Константинович Иванов Геннадий Борисович Латушкина Инна Ивановна Курбатов Альберт Иванович Логис Евгений Алексеевич Хамчук Виктор Михайлович Клименко Геннадий Дмитриевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Гродно Азот(57) Выпарной аппарат с восходящим движением раствора, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, трубные нижнюю и верхнюю доски с жестко закрепленными в них испарительными трубками с пленкообразующими вставками, камеру ввода исходного раствора в нижней части аппарата, камеру выхода парожидкостной смеси, патрубки для подачи исходного раствора, греющего пара, отвода конденсата и паро-жидкостной смеси,отличающийся тем, что пленкообразующие вставки размещены в верхней части испарительных труб и выполнены в виде ленточных завихрителей, длина которых равна от 2/3 до 1/4 длины труб.(56) 1.1669473 А 1, МПК 501 3/26, опубл. 1991. 2.735267 А 1, МПК 2 В 01 1/22, опубл. 1980 (прототип). Полезная модель относится к устройствам для проведения процессов выпарки растворов в восходящем закрученном прямотоке. Известен выпарной аппарат для пленочной выпарки растворов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, закрепленные в трубных досках испарительные трубы с пленкообразующими насадками 1. Недостатком известного аппарата является то, что конструктивное исполнение пленкообразующих насадок эффективно применимо для тепломассообменных процессов в нисходящих потоках. Наиболее близким выпарным аппаратом является выпарной аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого размещены закрепленные в верхней и нижней трубных решетках испарительные трубы с пленкообразующими вставками по всей длине трубки 2. Недостатком устройства является использование его только для нисходящих потоков,оно не эффективно при проведении тепломассообменных процессов в восходящем потоке. Задачей полезной модели является повышение коэффициента теплопередачи как для процессов в нисходящем, так и восходящем потоках, снижение и регулирование времени пребывания продукта в зоне испарения. Поставленная задача решается следующим образом. Выпарной аппарат с восходящим движением раствора содержит вертикальный цилиндрический корпус, трубные нижнюю и верхнюю доски с жестко закрепленными трубками с пленкообразующими вставками, камеру ввода исходного раствора в нижней части аппарата, камеру выхода парожидкостной смеси, патрубки для подачи исходного раствора, греющего пара, отвода конденсата парожидкостной смеси. Согласно изобретению, пленкообразующие вставки размещены в верхней части испарительных труб и выполнены в виде ленточных завихрителей, длина которых равна от 2/3 до 1/4 длины труб. Существенными отличиями предлагаемой полезной модели является размещение пленкообразующих вставок в верхней части испарительных труб. Это позволяет (по сравнению с прототипом) интенсифицировать процесс испарения и повысить коэффициент теплопередачи в выпарных аппаратах с восходящим потоком, регулировать и снизить время пребывания раствора в зоне испарения. Выполнение ленточных завихрителей длиной от 2/3 до 1/4 длины труб обусловлено разными физикохимическими свойствами выпариваемых растворов, в зависимости от которых меняется высота зоны нагрева и зоны интенсивного испарения по высоте испарительных труб. Предложенная конструкция достаточна для достижения поставленной цели. Промышленные испытания показали возможность использования заявляемой конструкции в производстве, что соответствует критерию промышленная новизна. На чертеже представлен выпарной аппарат предложенной конструкции. Выпарной аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, трубные верхнюю 2 и нижнюю 3 доски с жестко закрепленными в них испарительными трубками 4, в которых в верхней части расположены ленточные пленкообразующие вставки 5, камеру ввода исходного раствора 6 в нижней части аппарата, камеру выхода паро-жидкостной смеси 7, греющую камеру 8, патрубки подачи исходного раствора 9, греющего пара 10, отвода конденсата 11 и паро-жидкостной смеси 12. Длина ленточных пленкообразующих вставок 5 составляет от 2/3 до 1/4 длины испарительных труб 4. 891 Аппарат работает следующим образом. Исходный раствор поступает через патрубок 9 в камеру 6 и в испарительные трубки 4. В межтрубное пространство 8 по патрубку 10 подается греющий пар. Исходный раствор нагреваясь поднимается по трубкам 4 и на уровне от 1/4 до 1/3 высоты трубки происходит вскипание раствора. По мере вскипания пузырьки пара сливаются и паровой поток, поднимаясь по трубкам 4, за счет поверхностного трения, увлекает за собой раствор, образуя хаотичный паро-жидкостной поток. При дальнейшем движении потока и последующем испарении раствора возрастает объем и скорость смеси. Движущаяся пленка раствора, за счет высокой скорости движения, срывается со стенок трубок и, смешиваясь с паром, хаотично движется по всему сечению трубок. Но достигая ленточных спиральных вставок, паро-жидкостная смесь приобретает вращательное движение и жидкая фаза, в поле центробежных сил, за счет большей плотности, отжимается обратно к стенкам труб и движется по ним в виде пленки. Паровая фаза, как менее плотная, движется в ядре потока. Пленка раствора, прижатая к горячим стенкам труб 4, максимально прогревается и с ее поверхности интенсивно испаряется влага, а благодаря высокой скорости движения паро-жидкостного потока снижается время пребывания продукта в зоне нагрева. Паро-жидкостной поток из испарительных труб 4 поступает в камеру выхода смеси 7 и по патрубку 12 удаляется на разделение фаз. Из вышеизложенного явным образом следует, что использование выпарного аппарата,согласно полезной модели, позволяет, по сравнению с прототипом, интенсифицировать процесс испарения и повысить коэффициент теплопередачи, а также снизить и регулировать время пребывания продукта в зоне испарения и тем самым увеличить производительность аппарата. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.