КОНЦЕНТРАТОР

Полезная модель относится к области химической технологии и может быть использована в целлюлозно-бумажной промышленности при выпаривании щелоков.
Известен концентратор фирмы "Розенлев" (см. Суслов В.А. Основные процессы при выпаривании щелоков целлюлозного производства: учебное пособие/СПбГТРУ, 2004, рис.17, стр.28), предназначенный для упаривания черного щелока или смеси черного щелока с сульфатом натрия. Данное устройство выбрано в качестве прототипа. Устройство включает цилиндрический корпус, внутри которого размещены вертикальные кипятильные трубы, ограниченные верхней и нижней горизонтальными перегородками, перекрывающим поперечное сечение цилиндрического корпуса и пространство между которыми в верхней части имеет патрубок для подвода пара и в нижней части содержит патрубок для отвода конденсата, а в нижней части цилиндрического корпуса расположен патрубок щелока и всасывающий патрубок циркуляционного насоса, нагнетательный патрубок которого соединен с верхней частью цилиндрического корпуса и содержит патрубок для отбора выпаренного раствора щелока. Нижняя часть цилиндрического корпуса связана с верхней частью цилиндрического корпуса центральной циркуляционной трубой, над которой расположен отбойный зонт и на верхней горизонтальной перегородке размещено переливное кольцо, внутри которого расположены верхние торцы кипятильных труб. Работает устройство следующим образом. Щелок с концентрацией 60-65% после выпарной станции поступает в
нижнюю щелоковую камеру. Принудительная циркуляция щелока обеспечивается центробежным насосом, перекачивающим щелок из нижней щелоковой камеры в верхнюю, расположенную над верхней перегородкой, именуемую сепаратором. Из верхней щелоковой камеры щелок поступает в кипятильные трубы и стекает вниз по их внутренним поверхностям, при этом выпариваясь. Образовавшийся вторичный пар вместе с частью щелока поднимается вверх по центральной циркуляционной трубе большого сечения в сепаратор. Отсепарированный пар отводится из сепаратора через патрубок для отвода вторичного пара. Выпаренный раствор с концентрацией 78-80% отбирается из напорного участка циркуляционной трубы циркуляционного насоса через патрубок для отбора выпаренного щелока. Греющий пар подается в пространство между кипятильных труб (кипятильник) через патрубок для подачи последнего. С целью обеспечения возможности перекачки щелока циркуляционным насосом для достижения при этом приемлемых коэффициентов теплопередачи, температура кипения щелока доводится до 170°С. Вследствие этого работа конценратора с низкими температурными напорами возможна только при применении принципа гравитационного течения раствора.
Недостатком этого устройства является низкая производительность выпаривания щелока, обусловленная недостаточной поверхностью теплопередачи кипятильных труб.
Целью предлагаемой полезной модели повышение производительности выпаривания щелока.
Поставленная цель достигается тем, внутри кипятильных труб в диаметральной плоскости, размещены пластины, длина которых равна диаметру кипятильных труб, перекрывающие
поперечное сечение по всей высоте последних и установленные друг от друга с шагом равным диаметру кипятильных труб, а переливное кольцо выполнено с возможностью регулирования его по высоте.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема устройства, на фиг.2 вид А, на фиг.3 вид Б.
Устройство включает цилиндрический корпус 1, внутри которого размещены вертикальные кипятильные трубы 2, ограниченные верхней и нижней горизонтальными перегородками 3, 4, перекрывающими поперечное сечение цилиндрического корпуса 1 и пространство между которыми в верхней части имеет патрубок 5 для подвода пара и в нижней части содержит патрубок 6 для отвода конденсата, а в нижней части цилиндрического корпуса 1 расположен патрубок 7 ввода щелока и всасывающий патрубок 8 циркуляционного насоса 9, нагнетательный патрубок 10 которого соединен с верхней частью цилиндрического корпуса 1 и содержит патрубок 11 для отбора выпаренного раствора щелока. Нижняя часть цилиндрического корпуса 1 связана с верхней частью цилиндрического корпуса 1 центральной циркуляционной трубой 12, над которой расположен отбойный зонт 13 и на верхней горизонтальной перегородке 3 размещено переливное кольцо 14 внутри которого расположены верхние торцы кипятильных труб 2. Внутри кипятильных труб 2 в диаметральной плоскости, размещены пластины 15, длина которых равна диаметру кипятильных труб, перекрывающие поперечное сечение по всей высоте последних и установленные друг от друга с шагом равным диаметру кипятильных труб, а переливное кольцо 14 выполнено с возможностью
регулирования его по высоте. В верхней части цилиндрического корпуса 1 над перегородкой 3 образовано пространство - сепаратор 16 (верхняя щелоковая камера) и патрубок 17 для отвода вторичного пара.
Работает устройство следующим образом. Щелок с концентрацией 60-65% после выпарной станции поступает через патрубок 7 в нижнюю цилиндрического корпуса 1. Принудительная циркуляция щелока обеспечивается центробежным насосом 9, перекачивающим щелок из нижней щелоковой камеры в верхнюю, расположенную в сепараторе 16. Из верхней щелоковой камеры щелок поступает в кипятильные трубы 2 и стекает вниз по их внутренним поверхностям, при этом выпариваясь. Образовавшийся вторичный пар вместе с частью щелока поднимается вверх по центральной циркуляционной трубе 12 большого сечения в сепаратор 16. Отсепарированный пар отводится из сепаратора через патрубок 17. Выпаренный щелок концентрацией 78-80% отбирается из напорного участка циркуляционного насоса 9 через патрубок 11. Греющий пар подается в цилиндрический корпус 1 через патрубок 5. С целью обеспечения возможности перекачки щелока циркуляционным насосом 9 и достижения при этом приемлемых коэффициентов теплопередачи, температура кипения щелока доводится до 170°С. Вследствие этого работа концентратора с низкими температурными напорами возможна только при применении принципа гравитационного течения щелока. Наличие пластин 15, длина которых равна диаметру кипятильных труб 2, перекрывающих поперечное сечение по всей высоте последних и установленных друг от друга с шагом равным диаметру кипятильных труб 2, с одной стороны, обусловливает увеличение поверхности теплопередачи, а с другой - способствует
возникновению турбулизации гравитационного течения щелока в кипятильных трубах 2, что также способствует интенсификации процесс теплопередачи в последних. Переливное кольцо 14, выполненное с возможностью регулирования его по высоте, позволяет осуществлять изменять величину подпора щелока в сепараторе 16, тем самым изменяя скорость его истечения в кипятильных трубах 2. Таким образом, повышается производительность предлагаемого концентратора по сравнению с производительностью прототипа.
Технический проект предлагаемого устройства разрабатывается в университете растительных полимеров для последующей реализации на одном из предприятий целлюлозно-бумажном промышленности.