ВЫПАРНОЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к выпарным аппаратам, которые могут быть использованы для упаривания кристаллизующихся растворов. Данный аппарат может быть использован в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности.
-1
Известен способ получения масел и парафина в вертикальном многосекционном аппарате, где перемешивание парафинсодержащего сырья с холодным растворителем, раствором фильтрата или их смесью проводят при пульсационном воздействии на весь объем сырьевой смеси с частотой 30-90 мин [Патент РФ №2005769, МПК C10G 73/06, опубл. 15.01.94]. Недостатком такого устройства является сложность конструкции и значительные затраты энергии на создание пульсаций большого объема жидкой фазы.
В современной технике для сообщения потока жидкости пульсаций используют различные пульсационные устройства. При этом происходит повышение турбулизации и диспергирование потока [Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. - 4-е изд. - М.: Химия, 1967. - С. 641]. Широкое применение пульсаторов обусловлено простотой конструкции аппарата, высокой удельной производительностью.
Наиболее близким конструктивным аналогом является выпарной аппарат [RU 161443 U1, МПК В01В 1/12, опубл. 20.04.2016], который принят в качестве прототипа.
Выпарной аппарат для кристаллизующихся растворов содержит трубчатый подогреватель с верхней и нижней трубными досками, входную (нижнюю) и выходную (верхнюю) растворные камеры, сепаратор, подключенный к подогревателю посредством трубы вскипания и циркуляционной трубы, оснащенный гидроциклоном для предотвращения отложений кристаллов в трубах подогревателя.
Выпариваемый раствор, поднимаясь по трубкам, нагревается и по мере подъема вскипает. Образовавшаяся парожидкостная смесь направляется в сепаратор, где происходит разделение жидкой и паровой фаз. Вторичный пар, пройдя сепаратор и брызгоуловитель, освобождается от капель, а раствор возвращается по циркуляционной трубе в греющую камеру. В этом аппарате циркулирующий раствор проходит гидроциклон, где под действием центробежной силы происходит улавливание кристаллов твердой фазы.
Недостатком прототипа является то, что на внутренней поверхности трубок подогревателя идет образование кристаллического осадка, что приводит к быстрому зарастанию и забивке трубок теплообменника кристаллизующейся солью, что, в свою очередь, снижает эффективность выпаривания. В результате аппарат приходится промывать, а промывную воду упаривать, затрачивая на это дополнительную энергию.
Задача предлагаемой полезной модели: повышение эффективности процесса выпаривания путем установки в нижней растворной камере пульсирующего устройства мембранного типа.
На фиг. 1 изображен предложенный аппарат с пульсирующим устройством мембранного типа для выпаривания кристаллизующихся растворов.
Выпарной аппарат содержит трубчатый подогреватель с верхней и нижней трубными досками, входную (нижнюю) и выходную (верхнюю) растворные камеры, сепаратор, подключенный к подогревателю посредством трубы вскипания и циркуляционной трубы, оснащенный гидроциклоном. К нижней растворной камере выпарного аппарата присоединено пульсирующее устройство мембранного типа для выпаривания кристаллизующихся растворов. Устройство содержит гибкую мембрану, которая приводится в возвратно-поступательное движение с помощью пульсатора - поршневого насоса с небольшой амплитудой (10-25 мм).
Это предотвращает отложения кристаллов в трубах подогревателя путем увеличения турбулизации потока.
Аппарат работает следующим образом.
Исходный раствор подается в выпарной аппарат через штуцер 11 и смешивается с циркулирующим в аппарате раствором. Циркулирующий раствор проходит по циркуляционной трубе 8, из которой поступает в гидроциклон 9 для улавливания и разделения кристаллов твердой фазы в трубках. При прохождении циркулирующего раствора через гидроциклон 9 частицы твердой фазы под действием центробежной силы отбрасываются к стенке аппарата и нисходящим спиральным потоком движутся в нижнюю часть конуса к разгрузочному отверстию 16, а очищенный от кристаллов раствор поступает во входную растворную камеру 4, к которой присоединено пульсирующее устройство мембранного типа 17. Устройство содержит гибкую мембрану, которая приводится в возвратно-поступательное движение с помощью пульсатора - поршневого насоса с небольшой амплитудой (10…25 мм). Из входной растворной камеры раствор входит в трубки подогревателя 1, который обогревается греющим паром, подаваемым через штуцер 13. Пульсационное воздействие на раствор от мембранного устройства предотвращает образование кристаллического осадка на внутренней поверхности трубок. Конденсируясь на наружной поверхности трубок, пар отдает свое тепло раствору и в виде конденсата вытекает из подогревателя 1 через штуцер 15. Нагретый в трубках подогревателя 1 раствор поступает в выходную камеру 5, а затем в трубу вскипания 7, где происходит его вскипание. Парожидкостная смесь из трубы вскипания 7 поступает в сепаратор 6, где вторичный пар отделяется от упаренного раствора и отводится через штуцер 14. Часть упаренного раствора выводится из аппарата через штуцер 12, а основная часть опускается вниз по сепаратору 6 и входит в циркуляционную трубу 8.
Таким образом, в предлагаемом выпарном аппарате с пульсирующим устройством мембранного типа для кристаллизующихся растворов за счет увеличения турбулизации потока в значительной степени снижается зарастание и забивка трубок кристаллизующейся солью. Вследствие чего повышаются и длительное время сохраняются интенсивность работы выпарного аппарата и его производительность, увеличивается межпромывочный период и эксплуатационная надежность аппарата.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является решение задач, связанных с интенсификацией процесса выпаривания. Это достигается путем установки во входной растворной камере пульсирующего устройства мембранного типа, которое приводит к повышению турбулизации потока и эффективности процесса теплообмена.