многокорпусная выпарная установка

Формула изобретения

Многоступенчатая выпарная установка, преимущественно для сахаросодержащей жидкости, включающая ряд камер для выпаривания под давлением и разрежением при уменьшающейся по ходу движения жидкости температуре кипения, каждая из которых снабжена поверхностью нагрева с патрубками отвода конденсата и неконденсирующихся газов, трубопроводом отвода выпаренной жидкости из последней камеры и сообщенный с ней конденсатор с барометрическим ящиком, подключенный к вакуум-насосу, отличающаяся тем, что камеры размещены в одном вертикально установленном цилиндрическом корпусе одна над другой таким образом, что камера с наибольшим давлением паров расположена в нижней части корпуса, а камера с наибольшим разрежением - в его верхней части и поверхность нагрева каждой камеры состоит из двух трубных решеток, установленных с образованием между ними греющей секции и служащих для отделения одной камеры от другой, при этом в одной из трубных решеток укреплены трубки для отвода вторичного пара из верхней части нижерасположенной камеры, в а другой - вертикальные заглушенные с торца трубки, размещенные в вышерасположенной камере и образующие с указанными трубками зазоры для циркуляции пара, кипения жидкости в этой камере и стекания конденсата в греющую секцию, причем установка снабжена конденсатными колонками, подключенными к патрубкам отвода конденсата из каждой греющей секции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для выпаривания жидкостей, преимущественно сахаросодержащих, и может быть использовано в сахарной и других отраслях промышленности.

Известна многокорпусная выпарная установка для сахаросодержащей жидкости, а именно очищенного сока, включающая ряд камер для выпаривания его под давлением и разрежением при уменьшающейся по ходу движения потока жидкости температуре кипения, каждая из которых снабжена поверхностью нагрева с патрубками отвода конденсата и неконденсирующихся газов, трубопроводами отвода вторичного пара и подвода его к поверхности нагрева следующей по ходу движения жидкости камеры, трубопровод отвода выпаренного сока из последней камеры и сообщенный с ней конденсатор с барометрическим ящиком, подключенный к вакуум-насосу, трубопроводы отвода части вторичного пара на производственные нужды [2]. Каждая камера выпаривания представляет собой отдельный аппарат и имеет свой цилиндрический корпус с днищем.

Недостатки установки заключаются в ее большой металлоемкости, энергоемкости, установка занимает большую производительность площадь. Процесс выпаривания является длительным, воздействие высоких температур на выпариваемую жидкость, в частности сок, приводит к ухудшению его качественных показателей вследствие разложения веществ.

Технический результат изобретения заключается в создании компактной установки, снижении ее энергоемкости и ускорении процесса выпаривания.

Для достижения этого результата в предложенной многоступенчатой выпарной установке, включающей ряд камер для выпаривания под давлением и разрежением при уменьшающейся по ходу движения жидкости температуре кипения, каждая из которых снабжена поверхностью нагрева с патрубками отвода конденсата и неконденсирующихся газов, трубопроводами отвода вторичного пара к поверхности нагрева следующей по ходу движения жидкости камеры, трубопровод отвода выпаренной жидкости из последней камеры и сообщенный с ней конденсатор с барометрическим ящиком, подключенный к вакуум-насосу, камеры размещены в одном вертикально установленном цилиндрическом корпусе одна над другой таким образом, что камера с наибольшим давлением паров расположена в нижней части корпуса, а камера с наибольшим разрежением - в его верхней части. Поверхность нагрева каждой камеры состоит из двух трубных решеток. В одной из них укреплены трубки для отвода вторичного пара из верхней части нижерасположенной камеры, а в другой - вертикальные заглушенные с торца трубки, размещенные в вышерасположенной камере и образующие с указанными трубками зазоры для циркуляции пара, кипения жидкости в этой камере и стекания конденсата в греющую секцию. Установка снабжена конденсатными колонками, подключенными к патрубкам отвода конденсата каждой греющей камеры.

На фиг. 1 схематично изображена выпарная установка в общем виде; на фиг. 2 - узел А на фиг. 1.

Многоступенчатая выпарная установка включает установленный вертикально цилиндрический корпус 1 и размещенные в нем по высоте одна над другой камеры 2 - 6 выпаривания таким образом, что камера 2 с наибольшим давлением паров расположена в нижней части корпуса, а камера 6 с наибольшим разрежением в его верхней части. Каждая камера выпаривания снабжена поверхностью нагрева 7 с патрубками 8 и 9 отвода конденсата и неконденсирующихся газов и трубопроводами 10 отвода выпариваемой жидкости и подвода ее в следующую по ходу движения жидкости камеру. Каждая поверхность нагрева 7 состоит и двух трубных решеток 11 и 12, установленных с образованием между ними греющей камеры 13 и служащих для отделения одной камеры от другой. В трубной решетке 11 укреплены губки 14 для отвода вторичного пара из верхней части нижерасположенной камеры, а в трубной решетке 12 - вертикальные заглушенные с торца трубки 15, размещенные в вышерасположенной камере выпаривания и образующие с указанными трубками зазоры 16 и 17 для циркуляции пара, кипения жидкости в этой камере и стекания конденсата в греющую секцию 13. Установка снабжена конденсатными колонками 18, подключенными к патрубкам 8 отвода конденсата из каждой греющей секции 13, поверхностным конденсатором 19 с трубой 20, барометрическим ящиком 21 и ловушкой 22, подключенной к вакуум-насосу (не показан), теплообменником 23 и сборником 24 выпариваемой жидкости. Камера 6 снабжена трубопроводом 25 отвода выпаренной жидкости, камера 1 - трубопроводом 26 ее подвода. В каждой камере выпаривания зона отвода и подвода жидкости отделена перегородками 27 и 28.

Выпарная установка работает следующим образом.

Выпариваемая жидкость, например очищенный свекловичный ток, из сборника 24 подается в теплообменник 23, где нагревается до температуры кипения в первой камере, и по трубопроводу 26 поступает в камеру 2 выпаривания в вертикальном цилиндрическом корпусе 1. В эту камеру подается греющий пар из котельной, туда же возвращается конденсат. Обогрев головной камеры может быть осуществлен также электрическим нагревателем. При кипении сока образующийся вторичный пар по отводным трубкам 14 поступает в зазоры 16 и 17, образованные указанными трубками и заглушенными с торца трубками 15, и затем в греющие камеры 13.

Образующиеся при этом конденсат и неконденсирующиеся пазы отводятся из них по патрубкам 8 в конденсатные колонки 18, последовательно проходя через них под увеличивающимся разрежением. Из последней конденсатной колонки охладившийся за счет самоиспарения конденсат сливается в барометрический ящик 21. Пары самоиспарения из каждой конденсатной колонки направляются вместе с неконденсирующимися газами по трубопроводу 9 в надсоковое пространство следующей вышерасположенной камеры. Из последней колонки 18 пары самоиспарения и неконденсирующиеся газы поступают в поверхностный конденсатор 19 и затем через ловушку 22 отсасывается вакуум-насосом.

Выпариваемый сок кипит не в трубках, а в межтрубном пространстве, образованном трубками 15, при относительно его невысоком слое, что предотвращает унос капель жидкости с вторичным паром. Нет необходимости в большом надсоковом пространстве - высота каждой секции не более полутора метров. Общее количество камер определяется температурами кипения в первой и последней камерах. Необходимая разность температур кипения сока определяется расчетным путем в зависимости от заданных условий работы установки.

Выпариваемая жидкость в камерах отводится из зон, отделенных перегородками 27, а подводится в зоны, отделанные перегородками 28. Из камеры 6 сгущенный сок в виде сиропа по трубопроводу 25 отводится из корпуса 1 в сборник 29. Для нормального перехода выпариваемого сока из нижней камеры в верхнюю разность температур кипения и соответственно разность давлений пара в последовательно расположенных камерах должна превышать разность уровней подъема жидкости.

В установке практически исключены потери полезной разности температур, так как вторичный пар подводится при помощи трубок 14 и заглушенные с торца трубки 15 поверхностей нагрева. Сведены также к минимуму потери полезной разности температур за счет гидростатического столба жидкости.

Таким образом, предложенная конструкция установки обеспечивает снижение ее энергоемкости, ускорение процесса выпаривания и улучшение качества выпариваемой жидкости.

Такая установка может обеспечить эффективную работу при ее использовании на сахарном минизаводе.

Установка может быть использована также в качестве опреснителя соленых вод и в качестве источника дистиллированной воды для хозяйственных нужд.