RU2178324C2 - Пленочный выпарной аппарат - Google Patents
Пленочный выпарной аппарат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2178324C2 RU2178324C2 RU99110098/12A RU99110098A RU2178324C2 RU 2178324 C2 RU2178324 C2 RU 2178324C2 RU 99110098/12 A RU99110098/12 A RU 99110098/12A RU 99110098 A RU99110098 A RU 99110098A RU 2178324 C2 RU2178324 C2 RU 2178324C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipes
- film
- tubes
- fixed
- upper ends
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области тепломассообменной техники, в частности к устройству пленочных выпарных аппаратов, и может быть использовано в ректификационных установках химической и нефтехимической промышленности. Задачей изобретения является повышение эффективности работы пленочного аппарата за счет организации последовательно нисходящего, восходящего и противоточного движения потоков жидкости и пара в одном аппарате. Технический результат достигается тем, что в пленочном аппарате, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с размещенными в нем теплообменными трубами, закрепленными в трубных решетках, к которым прикреплены верхняя и нижняя распределительные камеры, верхняя распределительная камера разделена вертикальной перегородкой на две части, в одной части на верхних концах теплообменных труб расположены пленкообразователи с закрепленными на них соосно колпачками, по другую сторону перегородки на верхних концах части теплообменных труб закреплены удлинительные патрубки и пленкообразователи с патрубками с диафрагмой, нижняя камера разделена перегородкой на две части так, что в одной части выходят трубы с пленкообразователями и колпачками и трубы с удлинительными патрубками и патрубками с отверстием в стенке, внутри которых установлены винтовые вставки, а по другую сторону трубы, на верхних концах которых закреплены пленкообразователи и патрубки с диафрагмой. 3 з. п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам, а именно к устройству пленочных испарителей с падающей пленкой, и может быть использовано в качестве испарителя в процессе вакуумной ректификации, а также для выпаривания растворов с целью повышения их концентрации.
Известен выпарной пленочный аппарат, содержащий цилиндрическую греющую камеру, закрепленные в трубных решетках вертикальные теплообменные трубы, размещенные в них пленкообразователи и переливные патрубки, установленные снаружи верхних концов труб над трубной решеткой. Патрубки снабжены диафрагмами, размещенными на их верхних концах (SU 965439, кл. B 01 D 1/22).
Недостатком аппарата является относительно большой расход жидкости, необходимый для орошения периметра всех труб, что приводит к необходимости установки насоса для циркуляции жидкости через испаритель и, следовательно, к дополнительному расходу энергии.
Наиболее близким по технической сущности является пленочный аппарат, содержащий цилиндрическую греющую камеру, закрепленные в трубных решетках вертикальные теплообменные трубы с размещенными в них пленкообразователями и колпачками, соосно установленными над верхними концами труб на пленкообразователях, сепарационную тарелку, размещенную в нижней части аппарата, технологические патрубки. По концам греющей камеры к трубным решеткам прикреплены верхняя и нижняя распределительные камеры. Аппарат снабжен винтовым регулирующим устройством с центральным штоком и вставками, установленными в нижней части труб и выполненными с продольными прорезями, один край которых отогнут внутрь трубы в виде наклонной лопасти. Сепарационная тарелка установлена на центральном штоке с возможностью перемещения вдоль оси аппарата (SU 1790965, кл. B 01 D 1/22).
Недостатком прототипа является относительно большой расход жидкости, необходимый для орошения периметра всех труб, что приводит к необходимости установки насоса для циркуляции жидкости через пленочный выпарной аппарат и, следовательно, к дополнительному расходу энергии.
Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является повышение эффективности пленочного выпарного аппарата за счет организации последовательно нисходящего, восходящего и противоточного движения потоков жидкости и пара в одном аппарате и сокращение расхода энергии на циркуляцию жидкости через аппарат.
Поставленная задача решается таким образом, что в известном пленочном выпарном аппарате, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с размещенными в нем теплообменными трубами, закрепленными в трубных решетках, к которым прикреплены верхняя и нижняя распределительные камеры, на верхних концах теплообменных труб расположены пленкообразователи с закрепленными на них соосно колпачками или патрубкам с диафрагмой, а к нижним концам труб прикреплены патрубки с отверстиями в боковой стенке согласно изобретению, с целью повышения эффективности по пункту 1 верхняя распределительная камера разделена вертикальной перегородкой на две части, в одной части верхней распределительной камеры на верхних концах теплообменных труб расположены пленкообразователи с закрепленными на них соосно колпачками, по другую сторону перегородки на верхних концах теплообменных труб закреплены удлинительные патрубки, а в нижней распределительной камере к концам этих теплообменных труб прикреплены патрубки с отверстием в стенке.
По пункту 2 нижние концы теплообменных труб закреплены в трубной решетке плавающей головки.
По пункту 3 нижняя камера разделена перегородкой на две части так, что в одной части расположены трубы с пленкообразователями и колпачками и теплообменные трубы с удлинительными патрубками на верхних концах и патрубками с отверстием в стенке на нижних концах, а по другую сторону перегородки теплообменные трубы, на верхних концах которых закреплены пленкообразователи и патрубки с диафрагмой.
По пункту 4 теплообменные трубы выполнены U-образными и закреплены в трубной решетке так, что концы каждой теплообменной трубы расположены по разные стороны вертикальной перегородки в верхней распределительной камере.
Пленочный выпарной аппарат работает следующим образом. Обрабатываемая среда подается в верхнюю распределительную камеру со стороны, где над верхними концами труб расположены колпачки. Растекается по трубной решетке, затекает под колпачки и переливается через верхнюю кромку пленкообразователя в теплообменные трубы. Стекая по теплообменным трубам, низкокипящая часть обрабатываемой жидкости испаряется. Пар поступает в нижнюю распределительную камеру и через отверстия в стенке патрубков, прикрепленных к нижним концам теплообменных труб, поступает в теплообменные трубы. Пар, двигаясь вверх по теплообменным трубам, увлекает жидкость, обеспечивая восходящий прямоток. По третьему варианту жидкость, поступающая в режиме восходящего прямотока по трубам с удлинительными патрубками на верхнюю трубную решетку, затекает под патрубки с диафрагмами и переливается через верхнюю кромку пленкообразователя в теплообменные трубы. Пар в этих трубах движется противотоком жидкости и выходит через отверстия диафрагм. По четвертому варианту в U-образных трубах осуществляется восходящий и нисходящий прямоток.
В результате сопротивления труб уровень жидкости на трубной решетке выше, чем уровень жидкости под колпачком на переливе в пленкообразователи. Если в какую-либо трубу жидкости поступает меньше, то в ней образуется меньше вторичного пара. Следовательно, уменьшается сопротивление трубы, что приведет к подъему уровня жидкости на переливе в пленкообразователи, то есть устройство работает как регулятор расхода жидкости в теплообменные трубы.
Из нижней распределительной камеры пар проходит через отверстия в патрубках, прикрепленных к нижним концам теплообменных труб. Если в трубу будет поступать меньше жидкости, чем в другие трубы, то сопротивление этой трубы уменьшится, увеличится расход пара через отверстия в патрубке, перепад давления на отверстии увеличится, поднимется уровень жидкости в этом патрубке и тем самым увеличится расход жидкости в эту трубу.
То есть устройство также работает как регулятор расхода жидкости в теплообменные трубы.
В последующих потоках количество жидкости уменьшается за счет испарения, поэтому количество труб в этих потоках уменьшается, а сечение труб может быть увеличено в связи с возрастанием расхода пара.
Так как жидкость последовательно поступает только в часть труб пленочного испарителя, то расход жидкости в испаритель, отнесенный к периметру всех труб, необходимый для их смачивания, сокращается, и сокращается расход энергии на циркуляцию жидкости через аппарат.
Таким образом достигается задача изобретения, заключающаяся в повышении эффективности аппарата в результате сокращения расхода энергии на циркуляцию жидкости через аппарат.
На фиг. 1 представлен общий вид аппарата, на фиг. 2-5 - аппарат по пп. 2-4 формулы.
1. Пленочный выпарной аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с размещенными в нем теплообменными трубами 2, закрепленными в трубных решетках 3, к которым прикреплены верхняя 4 и нижняя 5 распределительные камеры, на верхних концах теплообменных труб расположены пленкообразователи 6 с закрепленными на них соосно колпачками 7 и патрубками с диафрагмой 8, к нижним концам теплообменных труб 2 прикреплены патрубки 9 с отверстиями в боковой стенке. По пункту 1 верхняя распределительная камера 4 разделена вертикальной перегородкой 10 на две части, в одной части верхней распределительной камеры 4 на верхних концах теплообменных труб 2 расположены пленкообразователи 6 с закрепленными на них соосно колпачками 7, по другую сторону перегородки 10 на верхних концах теплообменных труб 2 закреплены удлинительные патрубки 11. В нижней распределительной камере 5 к концам этих теплообменных труб 2 прикреплены патрубки 9 с отверстием в стенке.
По пункту 2 нижние концы теплообменных труб 2 закреплены в трубной решетке 3 плавающей головки 12.
По пункту 3 нижняя камера 5 разделена перегородкой 13 на две части так, что в одной части выходят теплообменные трубы 2, на верхних концах которых пленкообразователи 6 и колпачки 7 и теплообменные трубы 2 с удлинительными патрубкам 11 на верхних концах, на нижних концах закреплены патрубки 9 с отверстием в стенке, а по другую сторону перегородки 13 размещены теплообменные трубы 2, на верхних концах которых закреплены пленкообразователи 6 и патрубки с диафрагмой 8.
По пункту 4 теплообменные трубы 2 выполнены U-образными и закреплены в трубной решетке 3 так, что концы каждой теплообменной трубы 2 находится по разные стороны вертикальной перегородки 10 в верхней распределительной камере 4.
Межтрубное пространство пленочного выпарного аппарата снабжено уровнемерами, которые подключены соответственно к штуцерам 14 и 15. Обрабатываемая жидкость подается через штуцера 16. Греющий пар подается через штуцер 17, а его конденсат выводится через штуцер 18. Образующийся вторичный пар и неиспарившаяся жидкость выводятся через штуцер 19.
По пункту 4 неиспарившаяся жидкость выводится через штуцер 20.
Испаритель работает следующим образом. Обрабатываемая среда через штуцер 16 подается в верхнюю распределительную камеру 4 на верхнюю трубную решетку 3, растекается по ней, затекает под колпачки 7 и переливается через верхнюю кромку пленкообразователя 6 в теплообменные трубы 2. Стекая по теплообменным трубам 2, низкокипящая часть обрабатываемой жидкости испаряется. Пар движется по теплообменным трубам 2 в нижнюю распределительную камеру 5 через отверстия в боковой стенке патрубков 9 поступает в теплообменные трубы 2, верхние концы которых, оканчивающиеся удлинительными патрубками 11, расположены по другую сторону перегородки 10.
В результате перепада давления на отверстии патрубка 9 жидкость из нижней распределительной камеры 5 поднимается по патрубкам 9 и увлекается паром вверх по теплообменным трубам 2 и удлинительным патрубкам 11. Затем пар и неиспарившаяся жидкость выходят из аппарата через штуцер 19. Греющий пар подается через штуцер 17, а его конденсат выводится через штуцер 18.
В результате сопротивления труб уровень жидкости на трубной решетке 3 выше, чем уровень жидкости под колпачком 7 на переливе в пленкообразователи 6. Если в какую-либо трубу 2 жидкости поступает меньше, то в ней образуется меньше вторичного пара. Следовательно, уменьшается сопротивление трубы 2, что приведет к подъему уровня жидкости на переливе в пленкообразователи 6, то есть устройство работает как регулятор расхода жидкости в теплообменные трубы.
Из нижней распределительной камеры пар проходит отверстия в патрубках 9, прикрепленных к нижним концам теплообменных труб 2. Если в трубу 2 будет поступать меньше жидкости, чем в другие трубы, то сопротивление этой трубы 2 уменьшится, увеличится расход пара через отверстия в патрубке 9, перепад давления на отверстии увеличится, поднимется уровень жидкости в этом патрубке 9 и тем самым увеличится расход жидкости в эту трубу 2.
То есть устройство также работает как регулятор расхода жидкости в теплообменные трубы 2.
Пленочный выпарной аппарат по пункту 2 работает аналогично. Плавающая головка 12, в которой закреплены нижние концы теплообменных труб 2, устраняет температурные напряжения и позволяет работать аппарату при большей разности температур между теплоносителем и испаряющейся жидкостью.
Пленочный выпарной аппарат по пункту 3 работает следующим образом. Обрабатываемая среда через штуцер 16 подается в верхнюю распределительную камеру 4 на верхнюю трубную решетку 3, растекается по ней, затекает под колпачки 7 и переливается через верхнюю кромку пленкообразователя 6 в теплообменные трубы 2. Стекая по теплообменным трубам 2, низкокипящая часть обрабатываемой жидкости испаряется. Пар движется по теплообменным трубам 2 в нижнюю распределительную камеру 5 и через отверстия в боковой стенке патрубков 9 поступает в теплообменные трубы 2, верхние концы которых оканчивающиеся удлинительными патрубками 11, расположены по другую сторону перегородки 10. В результате перепада давления на отверстии патрубка 9 жидкость из нижней распределительной камеры 5 поднимается по патрубку 9 и увлекается паром вверх по теплообменным трубам 2 и удлинительным патрубкам 11 в верхнюю распределительную камеру 4. В результате сепарации жидкости от пара часть жидкости поступает на верхнюю трубную решетку 3, растекается по ней, затекает под патрубки с диафрагмой 8 и переливается через верхнюю кромку пленкообразователя 6 в теплообменные трубы 2. Стекая по теплообменным трубам 2, низкокипящая часть обрабатываемой жидкости испаряется. Пар движется по теплообменным трубам 2 вверх, а жидкость противотоком в нижнюю распределительную камеру 5 и выводится через штуцер 20. Другая часть нижней распределительной камеры снабжена дренажным штуцером 21. Вторичный пар выходит из аппарата через штуцер 19. Греющий пар подается через штуцер 17, а его конденсат выводится через штуцер 18. Межтрубное пространство пленочного выпарного аппарата снабженного уровнемерами для измерения и регулирования уровня конденсата греющего пара, которые подключены соответственно к штуцерам 14 и 15.
Пленочный выпарной аппарат по пункту 4 работает следующим образом. Обрабатываемая среда через штуцер 16 подается в верхнюю распределительную камеру 4 на верхнюю трубную решетку 3, растекается по ней, затекает под колпачки 7 и переливается через верхнюю кромку пленкообразователя 6 в теплообменные трубы 2. Стекая по теплообменным трубам 2, низкокипящая часть обрабатываемой жидкости испаряется. Пар движется по теплообменным трубам 2 вниз, а затем вверх, увлекая за собой жидкость. Затем пар и неиспарившаяся жидкость выходят из аппарата через штуцер 19. Греющий пар подается через штуцер 17, а его конденсат выводится через штуцер 18.
Так как жидкость последовательно поступает только в часть труб пленочного испарителя, то сокращается расход энергии на циркуляцию жидкости через аппарат.
Таким образом, достигается задача изобретения, заключающаяся в повышении эффективности аппарата в результате сокращения расхода энергии на циркуляцию жидкости через аппарат.
Использование: в качестве испарителя в процесс ректификации, а также для выпаривания растворов с целью повышения их концентрации.
Заявляемая конструкция пленочного испарителя может быть использована в блоке регенерации раствора моноэтаноламина ОАО Салаватнефтеоргсинтез, а также в других процессах нефтепереработки и нефтехимии.
Claims (4)
1. Пленочный выпарной аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с размещенными в нем теплообменными трубами, закрепленными в трубных решетках, к которым прикреплены верхняя и нижняя распределительные камеры, на верхних концах теплообменных труб расположены пленкообразователи с закрепленными на них соосно колпачками, к нижним концам труб прикреплены патрубки с отверстиями в боковой стенке, отличающийся тем, что верхняя распределительная камера разделена вертикальной перегородкой на две части, в одной части верхней распределительной камеры на верхних концах теплообменных труб расположены пленкообразователи с закрепленными на них соосно колпачками, по другую сторону перегородки на верхних концах теплообменных труб закреплены удлинительные патрубки, а в нижней распределительной камере к концам этих теплообменных труб прикреплены патрубки с отверстием в стенке.
2. Пленочный выпарной аппарат по п. 1, отличающийся тем, что нижние концы теплообменных труб закреплены в трубной решетке плавающей головки.
3. Пленочный выпарной аппарат по п. 1, отличающийся тем, что нижняя камера разделена перегородкой на две части так, что в одной части выходят трубы с пленкообразователями и колпачками и трубы с удлинительными патрубками и патрубками с отверстием в стенке, а по другую сторону - трубы, на верхних концах которых закреплены пленкообразователи и патрубки с диафрагмой.
4. Пленочный выпарной аппарат по п. 1, отличающийся тем, что теплообменные трубы выполнены U-образными и закреплены в трубной решетке так, что концы каждой теплообменной трубы находятся по разные стороны вертикальной перегородки в верхней распределительной камере.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99110098/12A RU2178324C2 (ru) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | Пленочный выпарной аппарат |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99110098/12A RU2178324C2 (ru) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | Пленочный выпарной аппарат |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99110098A RU99110098A (ru) | 2001-02-27 |
RU2178324C2 true RU2178324C2 (ru) | 2002-01-20 |
Family
ID=20219808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99110098/12A RU2178324C2 (ru) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | Пленочный выпарной аппарат |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2178324C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2575036C1 (ru) * | 2014-11-17 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Устройство для ректификации |
CN110551513A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-10 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 多管层沥青降膜冷却器及其应用的沥青冷却成型工艺 |
RU2722080C2 (ru) * | 2015-05-27 | 2020-05-26 | Кэрриер Корпорейшн | Многоуровневая распределительная система для испарителя |
-
1999
- 1999-05-12 RU RU99110098/12A patent/RU2178324C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2575036C1 (ru) * | 2014-11-17 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Устройство для ректификации |
RU2722080C2 (ru) * | 2015-05-27 | 2020-05-26 | Кэрриер Корпорейшн | Многоуровневая распределительная система для испарителя |
US11073314B2 (en) | 2015-05-27 | 2021-07-27 | Carrier Corporation | Mulitlevel distribution system for evaporator |
CN110551513A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-10 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 多管层沥青降膜冷却器及其应用的沥青冷却成型工艺 |
CN110551513B (zh) * | 2019-09-24 | 2024-04-26 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 多管层沥青降膜冷却器及其应用的沥青冷却成型工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH04244202A (ja) | 凹凸表面型プレート熱交換器による多段フラッシュ蒸発装置 | |
US3457982A (en) | Evaporation and distillation apparatus | |
US4726418A (en) | Vacuum condensor with condensate trap | |
CA1158493A (en) | Method for the vaporization of liquid and apparatus for carrying out the method | |
RU2178324C2 (ru) | Пленочный выпарной аппарат | |
US5927388A (en) | Condenser for binary/polynary condensation | |
US2809820A (en) | Low pressure drop liquid-vapor contacting tray | |
US4545217A (en) | Steam generating and condensing apparatus | |
US3803001A (en) | Combination condenser-degasser-deaerator for a desalination plant | |
US2446880A (en) | Distillation and heat exchange apparatus | |
US4132587A (en) | Evaporator | |
KR20240053623A (ko) | 동심원 재가열기의 증기 분배 시스템 | |
US4364794A (en) | Liquid concentration apparatus | |
CN112007371B (zh) | 一种二氧化碳提纯装置和提纯装置进料方法 | |
RU2144412C1 (ru) | Пленочный выпарной аппарат | |
SU965439A1 (ru) | Пленочный выпарной аппарат | |
RU2288020C1 (ru) | Тепломассообменный аппарат | |
US3619378A (en) | Multistage vertical flash distillation apparatus having low heat consumption | |
US4265701A (en) | Liquid concentration method | |
RU2623351C1 (ru) | Конденсатор-испаритель | |
RU2294786C2 (ru) | Выпарной аппарат | |
CN216320039U (zh) | 基于多个管道的蒸馏分离设备 | |
RU2168345C1 (ru) | Конденсационно-испарительная секция для ректификационных колонн | |
RU2803431C1 (ru) | Тепломассообменный аппарат (варианты) | |
SU906586A1 (ru) | Аппарат дл выпаривани жидкостей |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030513 |