RU2257244C2 - Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions - Google Patents
Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2257244C2 RU2257244C2 RU2003117266/15A RU2003117266A RU2257244C2 RU 2257244 C2 RU2257244 C2 RU 2257244C2 RU 2003117266/15 A RU2003117266/15 A RU 2003117266/15A RU 2003117266 A RU2003117266 A RU 2003117266A RU 2257244 C2 RU2257244 C2 RU 2257244C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- solution
- heater
- height
- tubes
- Prior art date
Links
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 10
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 12
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к выпарной технике. Оно может быть использовано в конструкциях выпарных аппаратов, предназначенных для упаривания растворов, из которых происходит выделение кристаллизующихся и накипеобразующих солей, работающих в таком режиме, когда упариваемый раствор циркулирует через теплообменные трубки.The invention relates to evaporation technology. It can be used in the construction of evaporators designed for evaporation of solutions, from which crystallizing and scale-forming salts are released, operating in such a mode when the evaporated solution circulates through heat transfer tubes.
При выпаривании кристаллизующихся и накипеобразующих растворов из раствора удаляется часть растворителя - воды. Вследствие этого происходит выделение из раствора кристаллизующейся соли. При этом важнейшее значение играет равномерность распределения циркулирующего в выпарном аппарате раствора по трубкам трубчатого подогревателя. В то же время для большинства выпарных аппаратов, особенно для аппаратов с трубчатыми подогревателями большого диаметра с большим количеством трубок, добиться равномерного распределения раствора по трубкам не удается. Как показали испытания выпарных аппаратов, по одним трубкам трубчатого подогревателя раствор идет вверх со значительной скоростью, в других - неподвижен, а по третьим даже опускается вниз. Следствием указанной неравномерности распределения раствора по трубкам является зарастание внутренней поверхности и последующая забивка трубок кристаллизующейся солью. В результате производительность аппарата снижается и его приходится промывать водой, которую необходимо упаривать, на что требуются дополнительные затраты пара. В случае же равномерного распределения раствора по трубкам их зарастание и забивка значительно снижается. Это ведет к увеличению производительности, увеличению продолжительности межпромывочного цикла работы, снижению количества воды, вводимой на промывку аппарата и, следовательно, затрат пара на ее выпаривание.When evaporating crystallizing and scale-forming solutions, part of the solvent, water, is removed from the solution. As a result of this, crystallizing salt precipitates from the solution. In this case, the uniformity of the distribution of the solution circulating in the evaporator through the tubes of the tubular heater plays the most important role. At the same time, for most evaporators, especially for devices with large diameter tubular heaters with a large number of tubes, it is not possible to achieve uniform distribution of the solution through the tubes. As tests of evaporators have shown, in one tube of the tubular heater the solution goes up at a considerable speed, in the other it is motionless, and in the third it even goes down. The consequence of this uneven distribution of the solution in the tubes is the overgrowth of the inner surface and the subsequent clogging of the tubes with crystallizing salt. As a result, the productivity of the apparatus decreases and it has to be washed with water, which must be evaporated, which requires additional steam costs. In the case of a uniform distribution of the solution through the tubes, their overgrowing and clogging is significantly reduced. This leads to an increase in productivity, an increase in the duration of the inter-flushing cycle, a decrease in the amount of water introduced to flush the apparatus and, consequently, the cost of steam for its evaporation.
Известен выпарной аппарат с естественной циркуляцией с выносной трубчатой нагревательной камерой (см. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971. - с.388-389). Аппарат состоит из сепаратора, выносной трубчатой нагревательной камеры, подсоединенных к ней входной и выходной растворных камер и циркуляционной трубы, соединенной с входной растворной камерой. Причем во входной растворной камере размещено устройство для распределения потока раствора по трубам нагревательной камеры, выполненное в виде нескольких направляющих пластин, расположенных на повороте из трубы во входную камеру и изогнутых по радиусу поворота.Known evaporator with natural circulation with an external tubular heating chamber (see Kasatkin A.G. Basic processes and apparatuses of chemical technology. - M .: Chemistry, 1971. - p. 388-389). The apparatus consists of a separator, a remote tubular heating chamber, inlet and outlet solution chambers connected to it, and a circulation pipe connected to the inlet solution chamber. Moreover, in the inlet solution chamber there is a device for distributing the solution flow through the pipes of the heating chamber, made in the form of several guide plates located on the turn from the pipe into the inlet chamber and bent along the radius of rotation.
Данный аппарат применяется для упаривания кристаллизующихся и накипеобразующих растворов.This apparatus is used to evaporate crystallizing and scale-forming solutions.
Недостатками известного аппарата являются недостаточная эффективность выпаривания вследствие невысокой интенсивности теплообмена, быстрое зарастание и забивка трубок кристаллизующейся солью. В результате аппарат приходится промывать, а промывную воду упаривать, затрачивая на это дополнительно пар. Причина отмеченных недостатков состоит в неэффективности распределительного устройства во входной камере известного аппарата, не обеспечивающего равномерность распределения потока раствора по трубам нагревательной камеры, что приводит к зарастанию и забивке трубок, снижению интенсивности работы и производительности аппарата.The disadvantages of the known apparatus are the insufficient evaporation efficiency due to the low heat transfer intensity, rapid overgrowing and clogging of the tubes with crystallizing salt. As a result, the apparatus has to be washed, and the washing water evaporated, spending additional steam on this. The reason for the noted shortcomings is the inefficiency of the distribution device in the input chamber of the known apparatus, which does not ensure uniform distribution of the solution flow through the pipes of the heating chamber, which leads to overgrowing and clogging of the tubes, and a decrease in the intensity of operation and productivity of the apparatus.
Известен выпарной аппарат (см. выпарной аппарат фирмы “Спейшим”, черт. №0981123, Воскресенское ПО “Фосфорит”, 1968 г.), содержащий трубчатый подогреватель с соединенными с ним входной и выходной растворными камерами, сепаратор, подключенный к подогревателю посредством трубы вскипания и циркуляционной трубы, насос и устройство для предотвращения отложений кристаллов в трубах подогревателя, выполненное в виде перфорированной решетки, установленной в циркуляционной трубе.A known evaporator (see the evaporator of the company “Speyshim”, drawing. No. 0981123, Voskresensk PO “Phosphorite”, 1968) containing a tubular heater with connected inlet and outlet solution chambers, a separator connected to the heater through a boiling pipe and a circulation pipe, a pump and a device for preventing deposits of crystals in the heater pipes, made in the form of a perforated grating installed in the circulation pipe.
Недостаток известного аппарата состоит в быстрой забивке труб трубчатого подогревателя и снижении интенсивности работы и производительности аппарата. Примененное в аппарате устройство для предотвращения отложений в виде перфорированной решетки, установленной в циркуляционной трубе, не обеспечивает равномерное распределение раствора по трубкам, что приводит к их зарастанию.A disadvantage of the known apparatus is the quick clogging of the pipes of the tubular heater and a decrease in the intensity of work and productivity of the apparatus. The device used in the apparatus for preventing deposits in the form of a perforated grate installed in the circulation pipe does not provide an even distribution of the solution through the tubes, which leads to their overgrowing.
Наиболее близким к заявленному по технической сущности является выпарной аппарат для кристаллизующихся и накипеобразующих растворов по авт. свид. СССР №719648, МПК B 01 D 1/12, 1980 г., содержащий трубчатый подогреватель, имеющий входную и выходную растворные камеры, сепаратор, подключенный к подогревателю посредством трубы вскипания и циркуляционной трубы, насос и устройство для предотвращения отложений кристаллов в трубах подогревателя, установленное во входной растворной камере и выполненное в виде вертикальных пластин, пересекающихся между собой с образованием ячеек для прохода раствора, с расстоянием между пластинами, равным (0,5-1) диаметра труб подогревателя, с высотой пластин, равной (0,15-15) расстояния между пластинами. Этот аппарат принят за прототип.Closest to the claimed technical essence is an evaporator for crystallizing and scale-forming solutions according to ed. testimonial. USSR No. 719648, IPC B 01
Данный аппарат позволяет упаривать кристаллизующиеся и накипеобразующие растворы с достаточно высокой интенсивностью и производительностью. При этом имеющееся в известном аппарате устройство для предотвращения отложений кристаллов в трубках подогревателя, установленное во входной растворной камере, улавливает крупные куски и наросты кристаллов соли и не позволяет им попасть в трубки и закупорить их.This device allows you to evaporate crystallizing and scale-forming solutions with a sufficiently high intensity and performance. At the same time, the device available in the known apparatus for preventing the deposition of crystals in the heater tubes, installed in the inlet solution chamber, picks up large pieces and growths of salt crystals and prevents them from entering the tubes and clogging them.
Недостатком известного аппарата является неравномерность потока раствора по трубкам трубчатого подогревателя. Вследствие этого в трубках с нисходящим ходом раствора и застойной зоной появляются отложения солей, выделившихся из раствора при выпаривании. Эти трубки в ускоренном темпе зарастают и забиваются. Тепловая нагрузка на оставшиеся трубки возрастает и в них происходит более интенсивное выделение кристаллической соды, что, в свою очередь, вызывает их зарастание и забивку. В результате интенсивность работы и производительность аппарата снижаются.A disadvantage of the known apparatus is the uneven flow of the solution through the tubes of the tubular heater. As a result, deposits of salts released from the solution during evaporation appear in tubes with a downward flow of the solution and the stagnant zone. These tubes overgrow and clog at an accelerated pace. The heat load on the remaining tubes increases and a more intensive release of crystalline soda occurs in them, which, in turn, causes them to overgrow and clog. As a result, the intensity of the work and the productivity of the apparatus are reduced.
Другой недостаток известного аппарата состоит в забивке устройства для предотвращения отложений кристаллов в трубах подогревателя крупными кусками соли. Вследствие этого возрастает гидравлическое сопротивление аппарата, снижается расход раствора, циркулирующего через трубчатый подогреватель, и возрастает неравномерность распределения раствора по трубкам. Все это ведет к снижению интенсивности работы и производительности аппарата, приводит к увеличению энергозатрат.Another disadvantage of the known apparatus is the clogging of the device to prevent deposits of crystals in the heater tubes in large pieces of salt. As a result, the hydraulic resistance of the apparatus increases, the flow rate of the solution circulating through the tubular heater decreases, and the uneven distribution of the solution through the tubes increases. All this leads to a decrease in the intensity of work and productivity of the device, leads to an increase in energy consumption.
Кроме того, недостатком известного аппарата являются высокие затраты электроэнергии, потребляемой для работы циркуляционного насоса.In addition, a disadvantage of the known apparatus is the high cost of electricity consumed for the operation of the circulation pump.
Указанных недостатков лишен предлагаемый аппарат для кристаллизующихся и накипеобразующих растворов, при эксплуатации которого будет достигнут желаемый технический результат - равномерность распределения раствора по трубкам и, следовательно, повышение интенсивности, производительности, а также увеличение надежности работы и снижение энергетических затрат.The proposed apparatus for crystallizing and scale-forming solutions is deprived of these drawbacks, during operation of which the desired technical result will be achieved - uniform distribution of the solution through the tubes and, therefore, increased intensity, productivity, as well as increased reliability and reduced energy costs.
Заявляемый аппарат, как и аппарат-прототип, 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, и устройство для предотвращения отложений кристаллов в трубах подогревателя, установленное во входной (нижней) растворной камере. Заявляемый аппарат отличается от прототипа тем, что устройство для предотвращения отложений выполнено в виде обечайки, имеющей форму обратного усеченного конуса и размещенной соосно входной растворной камере. Заявляемый аппарат отличается также тем, что соосно обечайке размещена, по меньшей мере, еще одна обечайка в форме обратного усеченного конуса. Отличие заявляемого аппарата состоит также в том, что верхняя кромка устройства для предотвращения отложений размещена на расстоянии (0,3-0,7) диаметра трубчатого подогревателя от нижней трубной доски. Нижние кромки обечаек могут быть размещены в одной плоскости. Кроме того, высота обечайки оптимально может составлять (0,5-1,5) разности диаметров подогревателя и циркуляционной трубы. Еще одно отличие заявляемого аппарата состоит в том, что высота внутренней обечайки больше или равна высоте наружной. Кроме того, заявляемый аппарат отличается тем, что телесный угол внутренней обечайки меньше телесного угла наружной. Наряду с изложенным, заявленный аппарат отличается тем, что обечайка снабжена цилиндрической частью, размещенной в выходной части циркуляционной трубы, или каждая из обечаек может быть снабжена цилиндрической частью, размещенной в выходной части циркуляционной трубы.The inventive apparatus, as well as the prototype apparatus, comprises a tubular heater with upper and lower tube boards, an inlet (lower) and outlet (upper) mortar chambers, a separator connected to the heater by means of a boiling pipe and a circulation pipe, and a device for preventing crystal deposits in heater pipes installed in the inlet (lower) mortar chamber. The inventive apparatus differs from the prototype in that the device for preventing deposits is made in the form of a shell having the shape of a reverse truncated cone and placed coaxially with the inlet solution chamber. The inventive apparatus also differs in that coaxially to the shell is placed at least one more shell in the form of a reverse truncated cone. The difference of the claimed apparatus also lies in the fact that the upper edge of the device for preventing deposits is placed at a distance (0.3-0.7) of the diameter of the tubular heater from the lower tube plate. The lower edges of the shells can be placed in the same plane. In addition, the height of the shell may optimally be (0.5-1.5) the difference between the diameters of the heater and the circulation pipe. Another difference of the claimed apparatus is that the height of the inner shell is greater than or equal to the height of the outer. In addition, the inventive apparatus is characterized in that the solid angle of the inner shell is less than the solid angle of the outer. Along with the foregoing, the claimed apparatus is characterized in that the shell is provided with a cylindrical part located in the output part of the circulation pipe, or each of the shells can be equipped with a cylindrical part located in the output part of the circulation pipe.
Заявляемый аппарат отвечает всем критериям патентоспособности.The inventive apparatus meets all the criteria of patentability.
Он является новым, так как из уровня техники не известны решения с такой же совокупностью существенных признаков, о чем свидетельствует приведенный выше анализ аналогов заявляемого технического решения.It is new, because the prior art solutions are not known with the same set of essential features, as evidenced by the above analysis of the analogues of the claimed technical solution.
Предлагаемое для патентной экспертизы техническое решение имеет изобретательский уровень, так как его конструктивные отличия, включая всю совокупность существенных признаков, для специалиста явным образом не следуют из известного уровня техники. Такое утверждение основано на результатах проведенных заявителем патентных исследований. Ни одно из выявленных технических решений, относящихся к выпарной технике и конструкциям выпарных аппаратов, не имеет признаков, совпадающих с отличительными признаками заявляемого аппарата.The technical solution proposed for patent examination has an inventive step, since its structural differences, including the entire set of essential features, for a specialist do not explicitly follow from the prior art. Such a claim is based on the results of patent research conducted by the applicant. None of the identified technical solutions related to evaporation technology and designs of evaporators, has signs that match the distinctive features of the claimed apparatus.
Заявляемый аппарат промышленно применим и может быть использован в различных производствах на выпарных установках. Все признаки, входящие в совокупность существенных, выполнимы и воспроизводимы и для достижения ожидаемого технического результата используются в полном объеме.The inventive apparatus is industrially applicable and can be used in various industries on evaporation plants. All signs included in the aggregate of essential, feasible and reproducible and to achieve the expected technical result are used in full.
Представляемое ниже описание конкретного выполнения заявляемого аппарата - подтверждение тому.The following description of the specific implementation of the claimed apparatus is confirmation of this.
На фигуре 1 изображена конструкция заявляемого аппарата, а на фигуре 2 - конструкция устройства для предотвращения отложений кристаллов в трубках.The figure 1 shows the design of the inventive apparatus, and the figure 2 - the design of the device to prevent deposits of crystals in the tubes.
Выпарной аппарат для кристаллизующихся и накипеобразующих растворов содержит трубчатый подогреватель 1 с верхней 2 и нижней 3 трубными досками, входную (нижнюю) 4 и выходную (верхнюю) 5 растворные камеры, сепаратор 6, подключенный к подогревателю 1 посредством трубы вскипания 7 и циркуляционной трубы 8, и устройство 9 для предотвращения отложений кристаллов в трубах подогревателя 1, установленное во входной (нижней) растворной камере 4 и выполненное в виде обечайки 10, имеющей форму обратного (перевернутого) усеченного конуса и размещенной соосно входной растворной камере 4. Устройство 9 крепится во входной растворной камере 4 одним из известных способов, например с помощью приварных косынок.The evaporator for crystallizing and scale-forming solutions contains a
Аппарат имеет штуцера входа исходного раствора 11 и выхода упаренного раствора 12, подвода греющего пара 13, выхода вторичного пара 14, слива конденсата 15.The apparatus has a fitting for the input of the initial solution 11 and the output of the stripped off solution 12, the supply of heating steam 13, the output of the secondary steam 14, and the discharge of
Устройство 9 для предотвращения отложений кристаллов в трубках подогревателя (поз.9 на фигуре 1) показано на фигуре 2. В этом устройстве соосно конической обечайке 10 может быть размещена, по меньшей мере, еще одна обечайка 16 в форме перевернутого (обратного) усеченного конуса. При этом верхняя кромка устройства для предотвращения отложений размещена на расстоянии h1, равном (0,3-0,7) диаметра трубчатого подогревателя 1 (D) от нижней трубной доски 3 и нижние кромки обечаек размещены в одной плоскости. Высота обечайки h2 составляет оптимально (0,5-1,5) разности диаметров трубчатого подогревателя 1 (D) и циркуляционной трубы 8 (d), причем высота внутренней обечайки может быть больше или равна высоте наружной обечайки, а телесный угол внутренней обечайки меньше телесного угла наружной. Обечайка 10 снабжена цилиндрической частью 17, а обечайка 16 также снабжена цилиндрической частью 18. Цилиндрические части 17 и 18 размещены в выходном конце циркуляционной трубы 8.A
Аппарат работает следующим образом.The device operates as follows.
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 во входную растворную камеру 4, где размещено устройство 9 для предотвращения отложений кристаллов в трубках. Из входной растворной камеры 4 раствор входит в трубки подогревателя 1, который обогревается греющим паром, подаваемым через штуцер 13. Конденсируясь на трубках, 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 в виде циркуляционного раствора.The initial solution is supplied to the evaporator through the nozzle 11 and is mixed with the solution circulating in the apparatus. The circulating solution passes through the
При движении циркулирующего в аппарате раствора по циркуляционной трубе 8 раствор осуществляет несколько поворотов на 90°. В этих поворотах происходит значительная деформация поля скоростей раствора по сечению трубы 8, сохраняющаяся при поступлении циркулирующего раствора во входную (нижнюю) растворную камеру 4.When the solution circulates in the apparatus through the
При прохождении циркулирующего раствора через устройство 9 для предотвращения отложений кристаллов в трубах во входной растворной камере 4 происходит выравнивание поля скорости по сечению входной растворной камеры 4 благодаря наличию обечаек 10 и 16 в виде перевернутых усеченных конусов, размещенных соосно камере 4. Выровненный во входной камере 4 поток раствора равномерно входит в трубки подогревателя 1 и движется по ним. При этом вследствие выравнивания скорости потока раствора по греющим трубкам исключаются обратные токи и застойные зоны и в значительной степени снижается зарастание и забивка трубок кристаллизующейся солью. Кроме того, за счет уменьшения гидравлического сопротивления контура увеличивается скорость циркуляции. Вследствие этого возрастают и длительное время сохраняются интенсивность работы аппарата и его производительность, увеличивается межпромывочный период и эксплуатационная надежность.When the circulating solution passes through the
Размещение обечайки 10, имеющей форму перевернутого усеченного конуса, соосно входной растворной камере 4 ведет к выравниванию поля скоростей раствора по сечению входной камеры 4, так как на входе из поворота во входную камеру 4 в циркуляционной трубе 8 происходит расслоение потока. При циркуляции раствора в аппарате движущаяся по наружной кромке циркуляционной трубы 4 (которая соответствует максимальному радиусу поворота) часть потока раствора является наибольшей. При прохождении данной части потока по кольцевому сечению между наружной стенкой входной камеры 4 и стенкой усеченного перевернутого конуса 10 происходит распределение этой части потока по всему кольцевому сечению, чему способствует гидравлическое сопротивление входа в кольцевое сечение. Попадание оставшейся части циркулирующего раствора (равномерность распределения поля скоростей в котором также нарушена, и большая часть потока также сдвинута к наружной кромке трубы) в центральную часть усеченного перевернутого конуса 10 также приводит к выравниванию скоростей по сечению вследствие повышения гидравлического сопротивления.Placing the
Итак, наличие во входной растворной камере 4 выпарного аппарата устройства 9 для предотвращения отложений несмотря на гидравлическое сопротивление этого устройства, приводящее к возрастанию общего гидравлического сопротивления циркуляционного контура аппарата, тем не менее ведет к увеличению средней скорости циркуляции в аппарате на 20-30%. Это происходит несмотря на то, что скорость циркуляции обратно пропорциональна общему сопротивлению контура. Причина отмеченного увеличения средней скорости циркуляции в аппарате заключается, по-видимому, в выравнивании местных скоростей раствора во входной камере 4 после устройства 9 и на входе в теплообменные трубки.So, the presence in the
Использование в устройстве 9 для предотвращения отложений по меньшей мере еще одной обечайки 16 в форме перевернутого усеченного конуса, расположенной соосно основной обечайке 10, еще более усиливает эффект выравнивания локальных скоростей раствора по сечению входной камеры 4 и в теплообменных трубках теплообменника. В результате возрастает средняя скорость циркуляции, интенсифицируется теплообмен, растет производительность и межпромывочный период работы аппарата.The use in the
Необходимо также отметить, что наличие во входной растворной камере 4 выпарного аппарата устройства 9 для предотвращения отложений позволяет выполнить ее в виде короткого диффузора, дающего возможность значительно уменьшить высоту выпарного аппарата. Использование в устройстве для предотвращения отложений 9 по меньшей мере еще одной обечайки в форме перевернутого (обратного) усеченного конуса, расположенного соосно внутри первой обечайки, усиливает эффект выравнивания скоростей потока и дает возможность еще более уменьшить высоту аппарата, т.е. снизить его металлоемкость.It should also be noted that the presence in the
Как показали испытания, наиболее оптимальным является такое расположение устройства 9, при котором верхняя кромка устройства для предотвращения отложений размещена на расстоянии (0,3-0,7) диаметра трубчатого подогревателя от нижней трубной доски 3. При расстоянии менее 0,3 диаметров сглаживающее действие устройства 9 по выравниванию скоростей раствора во входной камере 4 перед входом в трубки не успевает проявиться в полной мере. Если же расстояние более 0,7 диаметра трубчатого подогревателя от нижней трубной доски 3, то несмотря на выравнивание скоростей раствора после устройства в верхней части входной растворной камеры 4 перед входом раствора в трубки равномерность течения нарушается. Это происходит вследствие влияния на поток раствора, двигающегося после устройства 9 с равномерной скоростью, достаточно больших размеров верхней части растворной камеры. При этом скорость раствора в верхней части растворной камеры небольшая и на большом расстоянии до входа в трубки, в результате прекращения стабилизирующего влияния устройства 9 течение раствора становится менее равномерным.As tests have shown, the most optimal is the arrangement of the
Для более эффективной работы устройства 9 для предотвращения отложений необходимо, чтобы нижние кромки составляющих его обечаек 10 и 16 были размещены в одной плоскости. Тем самым обеспечивается равномерный вход циркулирующего в аппарате раствора в конуса устройства 9 и дальнейшее равномерное распределение потока. В случае нарушения данного условия раствор будет менее равномерно входить в конуса устройства 9.For more efficient operation of the
Для получения наибольшего эффекта от применения устройства 9 для предотвращения отложений высота конических обечаек 10 и 16 должна быть ограничена. Указанная высота должна быть в пределе (0,5-1,5) разности диаметров подогревателя 1 и циркуляционной трубы 8. При высоте меньше 0,5 разности диаметров выравнивающее действие устройства проявляется слабо. Если же высота больше 1,5 разности диаметров, то гидравлическое сопротивление устройства 9 возрастает настолько, что это приводит к снижению общей скорости циркуляции раствора в аппарате. В результате снижается интенсивность и производительность работы аппарата.To obtain the greatest effect from the use of the
Наилучшему выравниванию поля скоростей раствора по сечению входной растворной камеры 4 и в трубках подогревателя 1 способствует увеличение высоты внутренней обечайки 16. Для достижения эффекта изобретения, как показали испытания, высота внутренней обечайки 16 должна быть больше или равна высоте наружной 10. Увеличение высоты внутренней обечайки 16 приводит к лучшему выравниванию потока раствора. При этом раствор, проходящий по наружной кромке внутреннего конуса 16, двигается вверх и в сторону наружного конуса 10.The best alignment of the velocity field of the solution along the cross section of the
Для наилучшего распределения и выравнивания потока раствора в устройстве 9 телесный угол внутренней обечайки 16 должен быть меньше телесного угла наружной обечайки 10. Выполнение указанного условия дает возможность снизить гидравлическое сопротивление устройства 9 и тем самым увеличить скорость циркуляции раствора в аппарате. В результате увеличивается интенсивность и производительность работы аппарата.For the best distribution and equalization of the flow of the solution in the
С целью получения наибольшего эффекта при выравнивании поля скорости циркулирующего в аппарате раствора коническая обечайка 10 устройства 9 должна быть снабжена цилиндрической частью 17, присоединенной к меньшему диаметру усеченного конуса и размещенной в выходном конце циркуляционной трубы 8. Также цилиндрической частью 18, размещенной в циркуляционной трубе 8, должна быть снабжена каждая из обечаек. Наличие цилиндрических обечаек 17 и 18, подсоединенных к коническим обечайкам 10 и 16, размещенным в выходном конце циркуляционной трубы 8, дает возможность захвата устройством 9 раствора, который находится в циркуляционной трубе 8 и имеет большую скорость. При этом создаются условия для наилучшего выравнивания поля скоростей раствора по мере его продвижения во входной растворной камере 4 к входу в теплообменные трубки в условиях снижения средней линейной скорости раствора. Гидравлическое сопротивление устройства 9 в случае применения цилиндрических обечаек, расположенных в выходном конце циркуляционной трубы 8, не изменится.In order to obtain the greatest effect when leveling the velocity field of the solution circulating in the apparatus, the
Итак, применение заявленного выпарного аппарата для кристаллизующихся и накипеобразующих растворов позволило снизить зарастание и забивку теплообменных трубок кристаллизующейся солью, интенсифицировать работу и увеличить межпромывочный период работы. Тем самым увеличилась производительность аппарата. При испытаниях заявленный аппарат проработал без промывки 60 часов, тогда как до внедрения заявленного технического решения аппарат работал без промывок только 20 часов. При испытаниях аппарата было зафиксировано увеличение коэффициента теплопередачи, характеризующего интенсивность и производительность работы, на 30-50% по сравнению с известным.So, the use of the claimed evaporation apparatus for crystallizing and scale-forming solutions allowed to reduce the overgrowth and clogging of the heat exchange tubes with crystallizing salt, to intensify the work and increase the interwashing period of work. Thus, the productivity of the device has increased. During testing, the claimed apparatus worked without washing for 60 hours, while before the implementation of the claimed technical solution, the apparatus worked without washing for only 20 hours. When testing the apparatus, an increase in the heat transfer coefficient, which characterizes the intensity and productivity of the work, was recorded by 30-50% compared with the known one.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003117266/15A RU2257244C2 (en) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003117266/15A RU2257244C2 (en) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003117266A RU2003117266A (en) | 2004-12-10 |
| RU2257244C2 true RU2257244C2 (en) | 2005-07-27 |
Family
ID=35843696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003117266/15A RU2257244C2 (en) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2257244C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2306259C1 (en) * | 2006-02-15 | 2007-09-20 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Машпром" (ЗАО НПП "Машпром") | Aluminate solution processing method |
| RU2379084C2 (en) * | 2007-11-19 | 2010-01-20 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Машпром" (ЗАО НПП "Машпром") | Evaporation plant boiling tube |
| RU169693U1 (en) * | 2016-06-15 | 2017-03-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | EVAPORATOR |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1459684A1 (en) * | 1982-10-01 | 1989-02-23 | Предприятие П/Я Р-6273 | Evaporation apparatus for crystallizing and scale-forming solutions |
| SU1564798A1 (en) * | 1988-08-01 | 1997-10-10 | Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности | Evaporator |
-
2003
- 2003-06-09 RU RU2003117266/15A patent/RU2257244C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1459684A1 (en) * | 1982-10-01 | 1989-02-23 | Предприятие П/Я Р-6273 | Evaporation apparatus for crystallizing and scale-forming solutions |
| SU1564798A1 (en) * | 1988-08-01 | 1997-10-10 | Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности | Evaporator |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2306259C1 (en) * | 2006-02-15 | 2007-09-20 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Машпром" (ЗАО НПП "Машпром") | Aluminate solution processing method |
| RU2379084C2 (en) * | 2007-11-19 | 2010-01-20 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Машпром" (ЗАО НПП "Машпром") | Evaporation plant boiling tube |
| RU169693U1 (en) * | 2016-06-15 | 2017-03-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | EVAPORATOR |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107128988B (en) | A kind of waste water crystal system containing sodium sulphate | |
| CN103253820A (en) | Efficient liquid zero-discharge wastewater treatment method and system | |
| CN111362492A (en) | Double-effect MVR evaporation treatment method | |
| RU2257244C2 (en) | Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions | |
| RU34095U1 (en) | Evaporator for crystallizing and scale-forming solutions | |
| CN101920123A (en) | Internal circulation evaporator with settling chamber | |
| CN107551580A (en) | A kind of vertical falling-film heat exchanger | |
| CN106964169A (en) | Suitable for high-salt concentrated degree and have crystal separate out MVR crystallizing evaporators and its production technology | |
| CN102233193A (en) | Evaporation concentration device | |
| WO1990012983A1 (en) | Method and apparatus for organizing the flow of fluid in a vertical steam generator | |
| RU161443U1 (en) | FLOATING UNIT FOR CRYSTALLIZING SOLUTIONS | |
| CN207694272U (en) | A kind of vertical falling-film heat exchanger | |
| CN217430844U (en) | Liquid distributor for distillation tower | |
| CN211357778U (en) | Integrated vertical tube type solvent evaporator | |
| RU2323762C1 (en) | Evaporator | |
| RU96497U1 (en) | FLOATING DEVICE FOR CRYSTALLIZING AND LIKE-FORMING SOLUTIONS | |
| WO2011135589A2 (en) | Evaporation system | |
| SU1714290A1 (en) | Method of operation of horizontal steam generator | |
| CN206624662U (en) | Evaporated and purified device | |
| RU169693U1 (en) | EVAPORATOR | |
| RU175775U1 (en) | Evaporator | |
| CN218187931U (en) | Vertical tube array falling film evaporator | |
| RU155224U1 (en) | COMBINED EVAPORATOR FILM TYPE | |
| CN119349690B (en) | Mixed salt wastewater resource regeneration treatment device and treatment method | |
| RU2371228C2 (en) | Heating method of scale-forming solutions at evaporation and heat-exchanger for its implementation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060610 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20070510 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100610 |