выпарной аппарат

Формула изобретения

Выпарной аппарат, содержащий вертикальную греющую камеру, соосно расположенные растворную камеру и сепаратор, насос с циркуляционной трубой, распределительное устройство раствора, а также патрубки подвода и отвода раствора и пара, отвода конденсата, отличающийся тем, что растворная камера соединена с сепаратором паровой и циркуляционной трубами, при этом патрубок отвода раствора установлен в растворной камере ниже конца паровой трубы, а распределительное устройство установлено в сепараторе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к выпарной технике и может быть использовано в глиноземном производстве для упаривания алюминатного раствора.

Известен выпарной аппарат (Е.И.Таубман. Выпаривание, М.: Химия, 1982, стр.150, рис.66), с горизонтально расположенным пучком греющих труб, завальцованных в решетки, содержащий растворную камеру, сепаратор, распределитель раствора над греющими трубами, наружные паровую и конденсатные камеры, состыкованные с трубными решетками и патрубки для пара, раствора и конденсата.

Недостатком аппарата является горизонтальное расположение греющих труб, в результате чего аппарат занимает большую производственную площадь. Кроме того, большое межтрубное сечение аппарата, через которое движется раствор без циркуляции, не позволяет иметь достаточно высокую скорость последнего, что не позволяет эффективно упаривать осадкообразующий раствор.

Известен вертикальный выпарной аппарат (а.с. СССР №970755), лишенный указанных недостатков, содержащий греющую камеру, верхнюю растворную камеру с распределителем раствора, сепаратор, расположенный под греющей камерой соосно ей, имеющий жалюзийное устройство для очистки вторичного пара и паросборник, нижнюю растворную камеру, циркуляционный насос с циркуляционной трубой, соединяющей верхнюю и нижнюю растворные камеры, а также патрубки для пара, раствора и конденсата.

Недостатком аппарата является то, что в нем сепаратор соосно совмещен с нижней растворной камерой, находясь между ней и греющей камерой. Это делает расстояние между верхней и нижней растворными камерами максимально большим, что делает максимально длинной (высокой) циркуляционную трубу, а это ведет к увеличению напора циркуляционного насоса. Кроме того, близкое расположение сепаратора с нижней растворной камерой затрудняет работу первого по отделению пара от раствора, что ведет к усложнению конструкции сепаратора, вызывая необходимость установки в нем жалюзийного брызгоулавливателя. Все это усложняет конструкцию аппарата и его эксплуатацию.

Задача изобретения - устранение указанных недостатков. Техническим результатом является более простая и надежная конструкция аппарата с циркуляционным насосом меньшего напора, чем у аппарата-прототипа при одинаковых геометрических размерах или даже меньших.

Технический результат достигается тем, что сепаратор расположен отдельно от нижней растворной камеры (над греющей камерой) и они соединяются между собой паровой трубой. Кроме того, для исключения залива нижнего конца паровой трубы раствором патрубок отвода раствора из растворной камеры установлен ниже конца паровой трубы. При этом распределительное устройство для раствора, как и в аппарате-прототипе, устанавливается над греющими трубами, но уже в сепараторе, а не в верхней растворной камере, которой в данном аппарате нет. Сепаратор соосно совмещен, если можно так сказать, с верхней растворной камерой (нижняя его часть играет ее роль), а не с нижней, как в прототипе. При этом сепаратор соединен с растворной камерой не только паровой, но также и циркуляционной трубой.

На чертеже дан общий вид предлагаемого выпарного аппарата.

Аппарат состоит из греющей камеры 1 с трубами, завальцованными в трубные решетки, растворной камеры 2, сепаратора 3, паровой трубы 4, соединяющей верхнюю часть камеры 2 и сепаратор 3, насоса 5 с циркуляционной трубой 6, соединяющей нижнюю часть камеры 2 с сепаратором 3, распределительного устройства 7 и патрубков для пара, раствора и конденсата. При этом патрубки 8, 9 служат для подвода исходного и отвода упаренного раствора соответственно.

Аппарат работает следующим образом. Исходящий раствор подается через патрубок 8 и циркуляционную трубу 6 в сепаратор 3 на распределительное устройство 7, представляющее собой один или два дырчатых листа. Из устройства 7 раствор выходит в виде тонких струй и образует на греющих трубах камеры 1 ниспадающую тонкую пленку раствора. Раствор при движении вниз из сепаратора 3 в растворную камеру 2 нагревается паром, поступающим в межтрубную часть камеры 1, и вскипает. При этом коэффициент теплопередачи значительно выше, чем при движении раствора, например, по всему сечению греющих труб. Из камеры 2 упаренный раствор выводится через патрубок 9, а большая часть раствора засасывается в трубу 6 насосом 5 и вновь поступает в сепаратор 3, смешиваясь с исходным раствором. Циркуляция раствора, а значит, увеличение его количества в циркуляционном контуре: труба 6 - сепаратор 3 - греющая камера 1 - растворная камера 2, позволяет иметь достаточную плотность орошения в греющих трубах камеры 1, не позволяющую им интенсивно зарастать осадком.

Вторичный (соковый) пар из камеры 2 по трубе 4 поступает в сепаратор 3. При этом вместе с паром увлекается часть (брызги) раствора, т.к. объем камеры 2 невелик и в ней не может быть эффективного отделения пара от раствора, да это и не нужно. Эффективное отделение пара от раствора происходит в сепараторе 3, имеющем достаточный для этого объем. Из сепаратора 3 пар удаляется по соответствующему патрубку, а брызги раствора попадают на распределительное устройство 7.

Отделение растворной камеры 2 и сепаратора 3 друг от друга позволяет в данном аппарате более эффективно производить сепарацию пара от раствора, чем в аппарате-прототипе. Кроме того, уменьшается высота циркуляционной трубы 6, что позволяет иметь насос 5 с меньшим напором, значит, меньшей мощности и меньшим износом рабочего колеса. Все это повышает надежность работы предлагаемого выпарного аппарата.