ДИСТИЛЛЯЦИОННАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к технике получения дистиллированной воды и может быть использована в пищевой, химической, химико-фармацевтической, микробиологической отраслях промышленности и в медицине.
Известна установка фракционной перегонки, содержащая соединенные трубопроводами испаритель, конденсатор и блок сборников дистиллята (см. книгу Касаткина А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Альянс, 2005, с.479, рис.XII-8).
Недостатком известной установки фракционной перегонки является большой расход энергии на нагрев и испарение жидкости в испарителе и на подачу холодного теплоносителя в конденсатор.
Прототипом является однокорпусная выпарная установка, содержащая соединенные трубопроводом выпарной аппарат и конденсатор (см. книгу Павлова К.Ф., Романкова П.Г., Носкова А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - М.: Альянс, 2005, с.271, рис.5.4).
Недостатком является большие энергозатраты на испарение жидкости с большим содержанием в ней растворенных газов и на откачку ваккум-насосом воздуха, натекающего в межтрубное пространство аппаратов в процессе конденсации в этом пространстве пара.
Задачей предлагаемой полезной модели является снижение энергозатрат на испарение жидкости в испарителе за счет ее предварительной деаэрации и на откачку газа из межтрубного пространства испарителя и конденсатора путем использования энергии давления исходной жидкости.
Поставленная задача решается разработкой дистилляционной установки, содержащей соединенные трубопроводом испаритель, выполненный в
виде выпарного аппарата, и конденсатор, согласно полезной модели, испаритель снабжен дополнительно патрубком выхода газа, расположенным выше патрубка входа греющего пара, конденсатор снабжен дополнительно патрубком выхода газа, расположенным выше патрубка входа вторичного пара, а над конденсатором установлен деаэратор, выполненный в виде вертикально расположенной цилиндрической емкости со штуцером входа нагретой воды на боковой поверхности, соединенным с размещенным в деаэраторе разбрызгивателем, штуцером выхода деаэрированной воды в нижней части деаэратора, патрубком выхода газа в верхней части деаэратора и эжектором, вмонтированным на боковой поверхности деаэратора снаружи ниже разбрызгивателя, причем у конденсатора штуцер выхода нагретой воды соединен трубопроводом со штуцером входа нагретой воды деаэратора и с соплом эжектора, патрубок выхода газа соединен трубопроводом с камерой смешения эжектора, у испарителя патрубок выхода газа соединен трубопроводом с камерой смешения эжектора, а штуцер входа исходной предварительно нагретой и деаэрированной воды, соединен трубопроводом со штуцером выхода деаэрированной воды деаэратора, причем разбрызгиватель выполнен в виде горизонтально расположенной трубы с закрытым свободным концом и перфорациями на боковой поверхности в нижней ее части.
На чертеже изображена дистилляционная установка.
Установка содержит испаритель 1, выполненный в виде выпарного аппарата, конденсатор 2 и установленный над конденсатором деаэратор 3.
Испаритель 1 снабжен штуцером 4 входа исходной предварительно нагретой и деаэрированной воды, штуцером 5 выхода отработанной воды, патрубком 6 входа греющего пара, штуцером 7 выхода конденсата, патрубком 8 выхода газа, расположенным над патрубком 6, и патрубком 9 выхода вторичного пара.
Конденсатор 2 снабжен штуцером 10 входа исходной воды, штуцером 11 выхода нагретой исходной воды, патрубком 12 входа вторичного пара, штуцером 13 выхода конденсата и патрубком 14 выхода газа расположенным над патрубком 12.
Деаэратор 3 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической емкости со штуцером 15 в нижней части для выхода деаэрированной воды, патрубком 16 в верхней части для выхода газа, штуцером 17 на боковой поверхности для входа нагретой воды и эжектором 18, вмонтированным на боковой поверхности ниже штуцера 17. Штуцер 17 деаэратора 3 соединен с установленным в деаэраторе разбрызгивателем 19 в виде горизонтально расположенной трубы с закрытым свободным концом и перфорациями 20 на боковой поверхности в нижней части.
У конденсатора 2 штуцер 11 соединен трубопроводом 21 с штуцером 17 деаэратора 3 и трубопроводом 22 с соплом 23 эжектора 18, а патрубок 14 соединен трубопроводом 24 с камерой смешения 25 эжектора.
У испарителя 1 штуцер 4 соединен трубопроводом 26 с штуцером 15 деаэратора 3, патрубок 8 соединен трубопроводом 27 с камерой смешения 25 эжектора 18, а патрубок 9 соединен трубопроводом 28 с патрубком 12 конденсатора 2.
Дистилляционная установка работает следующим образом.
Исходная вода под давлением поступает через штуцер 10 в конденсатор 2, в котором, проходя трубное пространство, нагревается вторичным паром, поступающим в межтрубное пространство конденсатора через патрубок 12. Нагретая в конденсаторе 2 вода выходит через штуцер 11 и часть ее по трубопроводу 21 направляется в деаэратор 3, а другая часть по трубопроводу 22 - в сопло 23 эжектора 18.
Сконденсировавшийся в межтрубном пространстве конденсатора 2 вторичный пар выходит через штуцер 13.
Нагретая вода, поступающая под давлением в разбрызгиватель 19 через штуцер 17 деаэратора 3, продавливается через перфорации 20 и в виде капель сбрасывается вниз. Другая часть нагретой воды, выбрасываемая из сопла 23 эжектора 18, увлекает за собой газ, поступающий в камеру смешения 25 по трубопроводу 27 из испарителя 1 и по трубопроводу 24 из конденсатора 2, и выбрасывает его в деаэратор 3. В деаэраторе 3 из разбрызгивающейся нагретой воды выделяется растворенный газ, который выходит через патрубок 16. Деаэрированная в деаэраторе 3 вода выходит через штуцер 15 и по трубопроводу 26 направляется в испаритель 1, поступая в аппарат через штуцер 4. При входе в трубы испарителя 1 предварительно нагретая и деаэрированная вода вскипает от тепла греющего пара, поступающего в межтрубное пространство аппарата через патрубок 6. Образующийся в трубах испарителя 1 при интенсивном вскипании воды пар устремляется по трубам вверх, увлекая за собой жидкость. При выходе из труб пароводяной поток разделяется на пар и воду. Пар поднимается вверх и через патрубок 9 уходит из испарителя 1 в трубопровод 28, по которому направляется в конденсатор 2, а отработанная вода выводится из испарителя через штуцер 5. Сконденсировавшийся в межтрубном пространстве испарителя 1 греющий пар выходит через штуцер 7, а натекающий в межтрубное пространство при конденсации греющего пара воздух выходит через патрубок 8 и по трубопроводу 27 направляется в камеру смешения 25 эжектора 18.
Использование предлагаемой полезной модели дистилляционной установки обеспечивает по сравнению с существующими устройствами следующие преимущества:
1. Снизить энергозатраты в испарителе на испарение жидкости за счет ее предварительного деаэрирования;
2. Повысить эффективность теплоотдачи в межтрубном пространстве испарителя и конденсатора за счет отсоса газа из этого пространства;
3. Снизить энергозатраты на откачку газа из межтрубного пространства аппаратов за счет использования для откачки газов энергии давления исходной воды.