CS282489A3 - Device for enhancing the purity of steam in multiple-effect evaporators - Google Patents

Description

ρν^824--δ9

Vynález se obecně týká zařízení pro zlepšení čistoty páryvyvíjené v odparkách, tvořenýcři vícestupňovými filmovými od-parkami s klesající vrstvou. Přesněji se vynález týká zaříze-ní pro zlepšení čistoty páry z odparky, v níž je separace pá-ra-kapalina podporována zvýšeným gravitačním polem.

Odparky pro zahuštování roztoků a řídkých kaší jsou použí-vány v řadě průmyslových odvětví, jako pro odsolování mořskévody, v úpravnách vody, ve výrobě potravin, v chemické a far-maceutické výrobě, ve výrobě buničiny a papíru a při zpraco-vání kovů. Odparky mohou být používány pro odloučení rozpou-štědla z roztoku, pro zvýšení koncentrace v roztoku rozpuště-né látky nebo pro vykrystalizování v roztoku rozpuštěné látky.Používá se řada typů odparek a je známa velká rozmanitost stá-vajících konstrukčních řešení. Jedním příkladem je vícestupňo-vá filmová odparka s klesající vrstvou, s vertikálními trubka-mi, podle patentu US č. 4,287.019. Jiným příkladem je krysta-lizační souprava podle patentu US č.4,329.198. Autorem oboucitovaných vynálezů je autor tohoto vynálezu.

Prvně uvedený patentový spis řeší zlepšenou vícestupňovoufilmovou odparku, v níž odlučování probíhá v řadě odlučovačůpři zvýšených gravitačních silách, vyvíjených rotujícími obě-žnými koly.

Druhý uvedený patentový spis řeší zlepšenou odparku s nu- cenou cirkulací, s použitím rotujícího oběžného kola pro pro- tlačování kapaliny výměníkem tepla, v němž je kapalina ohří- vána a pak vracena do odlučovače par, v němž rotuje oběžné kolo, sloužící současně pro separaci kapaliny od vyvíjející 2 se páry, když je ohřátá kapalina vystavena působení snížené-ho tlaku.

Na kapky kapaliny, které mohou být suspendovány v plynnéfázi, působí zvýšené gravitační síly, které mohou urychlovatjejich odlučování z dvoufázové směsi. Účinnost separace fázíje zvýšena v odlučovači par se zvýšenou gravitací. Zlepšenouseparaci kapaliny od vyvíjené páry je možno dosáhnout zmenšením objemu odlučovací nádoby v porovnání s použitím konven-čních separačních zařízení, závislých na rychlosti nebo gra-vitaci. Při odpařování kapaliny odstředivým pohybem směsiplyn-kapalina v rotační dráze, jako na příklad působením lo-patkového oběžného kola rotujícího ve válcové nebo komole kuželovité nádobě, jak je popsáno v citovaných patentových spišech.,, je rovněž žádoucí vysoká čistota vyvíjených par. Při praktickém uplatnění odlučovacích zařízení podle čitováných vynálezů bylo však zjištěno, že u prostoru pro odlučování mohou sice být dosaženy předpokládané úspory na objemuodlučovací nádoby, ale že však stupeň separace kapaliny odpáry není vždy tak dokonalý, jak by bylo žádoucí. Tak na příklad při uplatnění ve vícestupňovém filmovém odpařovacím cy-klu pro získáni pitné vody ze slané mořské vody může pára,která má být ze solanky separována, obsahovat typicky až50.000 %q úplně rozpuštěných pevných látek. Po zkondenzovánízískané páry může být zjištěno, že obsahuje až 500 %o rozpuštěných pevných látek, což může vyhovovat normám pro pitnouvodu, ale nemusí být přijatelné pro jiná použití, jako například pro napájecí vodu parního kotle. Čistota destilovanévody může být zvýšena snížením intenzity odparného výkonu,což však vede ke snížení úspor na nákladech předpokládaných - 3 - při použití takových odlučovacích zařízení. Stává tudíž po- třeba zvýšení čistoty páry při použití rotačních odlučovacích zařízení pro separaci pára-kapalina v odparkách.

Pro zvládnutí problémů, souvisejících se známými odpařo-vacími zařízeními, je záměrem vynálezu vyvinutí nového a zdo-konaleného způsobu a zařízení pro separaci kapaliny z páry vodparce pracující s rotačními odlučovači. Cílem je dosaženízlepšené jakosti odloučeného kondenzátu v odparkách pracují-cích s rotačními odlučovači. Záměr vynálezu byl splněn vyřešením zařízení pro zlepšeníčistoty páry ve vícestupňových odparkách, obsahujících prost-ředky vytvářející separační oddělení, s vertikální šachtourotačních odlučovačů v každém separačním oddělení, a prost-ředky pro přívod odpařované kapaliny do nejspodnějšího odlu-čovače v uvedené šachtě a pro převádění neodpařené kapalinyz nejspodnějšího odlučovače postupně do každého dalšího od-lučovače v šachtě a pro odvádění odpařené zkondenzované páryz každého separačního oddělení. Ve smyslu vynálezu obsahujekaždý odlučovač válcovou nádobu, v této nádobě rotující oběž-né kolo pro urychlení pohybu ohřáté kapaliny v nádobě v její-mu vnitřnímu povrchu a tím podpoření přeměny části kapalinyna páru. V horní části nádoby jsou umístěny prostředky, vy-tvářející osově situované výstupní hrdlo páry odloučené v ná-době z odpařované kapaliny. Dále jsou začleněny prostředky,umístěné nad oběžným kolem a k němu těsně přiléhající, brání-cí pohybu neodpařené kapaliny v nádobě směrem k osově situo-vanému výstupnímu hrdlu páry. Odparka obsahuje dále prostřed-ky pro společný rotační pohon oběžných kol ve všech rotačních odlučovačích v šachtě - 4 -

Charakteristickým znakem řešení odlučovačů podle vynálezuje, že daným způsobem a zařízením je dosahována zlepšená ja-kost kondenzátu páry způsobem, který je snadno uplatnitelnýi u stávajících známých odpařovacích způsobů a zařízení akterý minimalizuje na nejmenší možnou míru složitost a sou-visející náklady. Výhodou zařízení podle vynálezu je, že ro-tační odlučovací zařízení je určeno pro použití v odparcetak, že v podstatě vylučuje znečištování získaného kondenzá-tu unášením kapek odpařované kapaliny.

Další výhody a nové charakteristiky odlučovacího zařízenípodle vynálezu vyplynou z dále uvedeného popisu. Mohou býtrealizovány a dosaženy uspořádáními a jejich kombinacemi po-dle následujících charakteristik účelných provedení.

Prostředky pro zabránění pohybu neodpařené kapaliny k vý-stupnímu hrdlu páry v odlučovací nádobě, v níž je umístěnooběžné kolo, mohou být účelně tvořeny prstencovým odstřikova-cím kroužkem, upevněným nad oběžným kolem tak, aby se s nímspolečně otáčel. Parotěsné spojení odstřikovacího talíře soběžným kolem může být provedeno s využitím lopatek oběžnéhokola. V nádobě odlučovače je účelně proveden výstupní kanál ka-paliny, přičemž na horní straně odstřikovacího kroužku jsouprovedeny drážky pro nasměrování k výstupnímu kanálu kapali-ny, pohybující se k výstupnímu hrdlu páry. Místo drážek mohoubýt na horní straně odstřikovacího kroužku provedena směro-vací žebra. K oběžnému kolu připevněný odstřikovací kroužek může být nahrazen pevnou odlučovací deskou, přičemž parotěsné utěsně- ní oběžného kola s touto odlučovací deskou může být dosaženo stírači, upevněnými na koncích lopatek oběžného kola. - 5 -

Nad oběžným kolem umístěná pevná odlučovací deska můžemít komole kuželovitý tvar o takovém sklonu, aby na ní ulpí-vající kapalina stékala dolů k výstupnímu kanálu kapaliny.Odlučovací deska může také být tvořena první obecně horizon-tální částí a druhou obecně vertikální částí směřující naho-ru a spojenou s první horizontální částí tak, aby neodpařenákapalina se mohla pohybovat po první hroziontální části a zní pak padat dolů do povzbuzeného gravitačního pole.

Pro dosažení uvedených a dalších účelů a v souladu s cí-lem vynálezu podle jeho uvedené specifikace a dále uvedenéhopopisu variant provedení, je vynález zaměřen na zařízení azpůsob pro dosažení vysoké čistoty páry na výstupu z rotační-ho odlučovacího zařízení.

Bylo zjištěno, Že uspořádáním horní části odlučovací nádo-by pro zabránění toku neodpařené kapaliny dovnitř k výstupní-mu hrdlu páry se dosáhne zvýšení jakosti odpařené páry. Jev,považovaný za odpovědný za znečištování kondenzátu páry, ne-spočívá tudíž v separaci kapaliny od páry v povzbuzeném gra-vitačním poli, nýbrž v obtékání kapaliny kolem povzbuzenéhogravitačního pole. Zejména u dříve upřednostňované verze ta-kového odlučovacího zařízení, znázorněné na obr.3j je kapali-na v odlučovací nádobě zjevně rozstřikována na odlučovací ko-touč 69 do pásma dovnitř z rotujícího kapalinového prstence,kde j>e mimo vliv povzbuzeného gravitačního pole, vyvíjenéhorotujícím oběžným kolem 65. Jelikož mezi horním povrchem od-lučovacího kotouče a horní deskou odlučovací komory musí býtponechána určitá mezera, aby se předcházelo opotřebení, nemů-že taková vrstva kapaliny, ulpívající na horním povrchu odlu-čovacího kotouče, klouzat dolů do rotačního pole oběžného 6 kola. Vrstva kapaliny, posouvající se po tomto odlučovacím kotouči k výstupnímu hrdlu páry, je tudíž odlučovanou párou podporována k tečení směrem dovnitř. Kapalina nebo solný roz- tok mohou tudíž být unášeny k výstupnímu hrdlu páry, kde se nakonec stanou znečišťovatelem kondenzátu páry.

Rotační odlučovač podle vynálezu obsahuje prostředky propřerušení nebo zabránění toku kapaliny tak, aby bylo předchá-zeno protékání kapaliny k výstupnímu hrdlu páry z odlučovače.V přednostním provedení jsou takové prostředky pro přerušenínebo zabránění toku kapaliny tvořeny celistvým prstencovýmodstřikovacím kroužkem, umístěným v horní části rotačního od-lučovače. Alternativně mohou být začleněny prostředky proutěsnění mezery mezi rotujícími lopatkami oběžného kola odlu-čovače a pevným odlučovacím kotoučem v horní části nádoby od-lučovače. Jsou možné i jiné alternativy, obsahující různé ge-ometrie odlučovacích kotoučů, řešené tak, aby podporovaly od-straňování kapaliny nebo přerušovaly její tok. I když použití rotačního odlučovače podle vynálezu je zná-zorněno ve vícestupňové filmové odparce s větším počtem tako-vých odlučovačů ve vertikálním šachtovém uspořádání, je rota-ční odlučovač podle vynálezu upravítelný také pro jednostuňo-vé odparky.

Zařízení podle vynálezu bude v dalším textu podrobněji po-psáno na variantách jeho provedení, s odvoláním na přiloženávyobrazení, která znázorňují: obr.1 - nárys v řezu vícestup-ňovou filmovou odparkou s klesající vrstvou, se zabudovanýmodlučovacím zařízením podle vynálezu; obr.2 - nárys v řezuodparkou s nucenou cirkulací, použitelnou’ jako krystalizátor,v níž je použito odlučovací zařízení podle vynálezu ve formě - 7 - rotačního odlučovače a čerpadlovým separátorem pára-kapalina;obr.3 - nárys v řezu soupravou dřívějšího uspořádání rotační-ho odlučovače, s odlučovacími prostředky pára-kapalina podlepatentového spisu US č,4,287.019; obr.4 - nárys v řezu částíšachtové soupravy rotačních odlučovačů v přednostním provede-ní podle vynálezu - ve vícestupňové odlučovací soupravě můžebýt použit větší počet rotačních odlučovačů v šachtovém uspo-řádání podle znázornění na obr.1; obr.5 - průmět při pohleduze spodu v řezu vedeném rovinou 5-5 podle obr.4; s částečněodříznutým pevným odlučovacím kotoučem?, aby bylo vidět konst-rukční provedení sběrných prostředků kapaliny; obr.6 - půdo-rys stacionární části spodku odlučovače v řezu vedeném v ro-vině 6-6 podle obr.4, s vyznačenými výstupy kapaliny; obr.7 -dílčí příčný řez výstupem kapaliny, vedený v rovině 7-7 podleobr.6;. obr.8 - průmět při pohledu ze spodu, v řezu vedeném vrovině 8-8 podle obr.4, znázorňující rotační odlučovač a sta-cionární těleso odlučovače v přednostním provedení podle vy-nálezu; obr.9 - jiné provedení rotačního odlučovače podle vy-nálezu, obsahující stěrače povrchu odlučovacího pevného talí-ře pro zabránění unášení kapaliny; obr.10 - řez v rovině 10-10podle obr.9, znázorňující provedení stěračů; obr.11 - dílčínárys v řezu, podobný jako na obr.4, znázorňující však třetíprovedení rotačního odlučovače podle vynálezu; obr.12 - dílčínárys v řezu, podobný jako na obr.4, znázorňující však čtvrtéprovedení rotačního odlučovače podle vynálezu.

Rotační odlučovač podle vynálezu je řešen pro použití vodparkách při zahuštování roztoků nebo řídkých kaší. Na obr.1je znázorněna typická vícestupňová filmová odparka s klesají-cí vrstvou, v níž je zabudováno odlučovací zařízení podle vy-nálezu. Taková odparka obsahuje obvykle větší počet v podstatě 8 vertikálně uspořádaných teplosměnných trubek 1_. Dále obsahu-je pláší, 2, rozdělený horizontálními přepážkami J., vytvářejí-cími oddělené kondenzační prostory £, pracující při různýchtlacích. Obsahuje rovněž horní oddělení neboli zaplavovacískříň 2» z níž je odpařovaná kapalina sváděna do trubek J_přes rozdělovače 6. nebo přes prosévací mísu, rozstřikovacítrysky nebo podobně, vytvářejícími v každé trubce 1_ kapalino-vý film. Rozdělovače 6 mohou být nasazeny na horních koncíchkaždé trubky 1_ tak, že z nich odpařovaná kapalina stéká dokaždé trubky J_. Při průtoku trubkami J. směrem dolů je kapali-na ohřívána párou, kondenzující na vnějším povrchu trubek 1_.Tlaky a teploty páry se od nejehladnějšího horního kondenza-čního prostoru £ po nejteplejší spodní kondenzační prostor 8postupně zvyšuji. Pro odpařování potřebné teplo může být vy-víjeno v kotli 2. nebo v externím ohříváku parního kondenzátu.Probíhá-li ohřívání parního kondenzátu v kotli £, je ve vyvi-nuté páře obsažené teplo zaváděno do odparky parním potrubím10 a kondenzát jě do kotle £ vracen vratným potrubím 11. Ohřátá odpařovaná kapalina, stékající dolů trubkami £, je shroma-žďována v jímce 12 a vratným stoupacím potrubím 14 zaváděnado prvního rotačního odlučovače 15.

Odlučovače 15 jsou sestaveny do šachty nad sebou uspořáda-ných odlučovacích nádob, obsahujících rotační oběžná kola,nasazená na společném hnacím hřídeli 16. poháněném vhodnýmhnacím zařízením, jako na příklad elektromotorem 17. Kapali-na, vstupující do spodního odlučovače 15 stoupacím potrubím14 a do dalších odlučovačů 15 spojovacími stoupacími průchody18 mezi jednotlivými odlučovači 15. je rotací oběžných kolurychlována a je jimi naháněna na vnější stěny odlučovačů. - 9 - 2 naplavované směsi kapalina-plyn je v odlučovačích 15odlučována pára χ. Vyvíjená pára X se musí od vnější stěnyodlučovače 15 vracet k výstupnímu hrdlu páry, umístěnému vose odlučovače 15 kolem společného hnacího hřídele 16« Z vý-stupního hrdla páry vystupje pára 2. nejprve vertikálně a pakja^sekundárně v každém kondenzačním prostoru £ dispergovánaradiálně tak, aby narážela na teplo směnné trubky 1_ a na nichkondenzovala. Z horního odlučovače 19 vertikální šachty od-lučovačů je zbývající neodpařená kapalina odtahována přespotrubí 20 čerpadlem 21., jímž pak může být potrubím 22 v za-huštěném stavu odváděna nebo její část může být potrubím 23recyklována. Přiváděný čerstvý roztok, obsahující rozpouště-dlo a v něm rozpuštěné tuhé látky, může být do odparky zavá-děn přívodním potrubím 24 nebo 25. Při odpařování mořské vody je rozpouštědlem voda a v nírozpuštěnými tuhými látkami jsou různé v mořské vodě obsaže-né soli, které jsou jako takové známy a nemusí být tudíž ro-zepisovány. Je však třeba poznamenat, že odparka s rotačnímiodlučovači podle vynálezu může být použita i pro odpařovánířady dalších směsí rozpouštědlo-rozpuštěné látky, majícíchtermodynamické a fyzikální vlastnosti vhodné pro vícestupňo-vé filmové odpařování. V každém stupni odlučovacího zařízení odloučená pára Xpak na trubkách X zkondenzuje a vytváří lázeň, ležící na příslušné přepážce X, vytvářející dno příslušného kondenzačníhooddělení 4.. Z odpařovaného čerstvě přiváděného roztoku získáný kondenzát může být z kondenzačního oddělení 8 ve spodníčásti odparky s vyšším tlakem převáděn stoupacími trubkami26 do kondenzačního oddělení 4 s nižším tlakem a z něj pak 10 dále postupně podobnými stoupacími trubkami 26 do dalšíchkondenzačních oddělení £ s postupně se snižujícím tlakem.

Jak je znázorněno na obr.1, může být kondenzát z nejhorněj-šího kondenzačního prostoru £ s nejnižším tlakem odváděn přespotrubí 28 čerpadlem 29.

Hlavním cílem vynálezu je zlepšení čistoty kondenzujícíchpar nebo potrubím 28 odváděného kondenzátu. Vyloučené plynymohou být z nejhornějšího kondenzačního prostoru £ odtahová-ny vývěvóu 31 přes potrubí 30. Když napájecí voda obsahujepřechodnou tvrdost, může být uplatněno řešení podle patento-vého 3pisu US č.3,494.836, přičemž vývěva 31 vrací potrubím32 alespoň část kysličníku uhličitého, obsaženého ve vylouče-ných plynech, do jímky 12. z níž pak může kysličník uhličitýprocházet trubkami £ a být tak ve styku s napájecí vodou,ohřívanou v trubkách £. Recyklace kysličníku uhličitého podleuvedeného patentového spisu napomáhá k minimalizaci nebo vy-loučení možnosti vytváření kotelního kamene na trubkách £.

Na obr.2 je znázorněno jedno z provedení rotačního odlučo-vače podle vynálezu, s použitím kombinace čerpacích a odlučo-vacích prostředků pára-kapalina v odparce nebo krystalizáto-ru, v konstrukčním řešení podle popisu v patentovém spise USč.4,329.198. Je zde zřejmé, že rotační odlučovací zařízenípodle vynálezu je snadno uzpůsobitelné na jiná provedení od-parek, popsaná v uvedeném patentovém spise, přičemž na obr.2je znázorněn pouze jeden z příkladů a neznačí to vymezení vy-nálezu.

Ua obr.2 je znázorněna odparka, v níž průtok odpařovanékapaliny teplosměnnými trubkami probíhá vé dvou protisměrnýchprůchodech. Vnější trubky 40 jsou tvořeny asi polovinou všech 11 teplosměnných trubek v odparce a pracují s průtokem odpařo-vané kapaliny směrem dolů. Odpařovaná kapalina je do trubek42. zaváděna přímo z výstupu čerpacího-separačního rotačníhoodlučovače 41· Rotační oběžné kolo 45 je upevněno na hnacímhřídeli 41 umístěném v ose rotačního odlučovače 41. Z vněj-ších trubek 40 vytékající kapalina padá do spodní jímky 43.z níž je nasávána směrem nahoru vnitřními stoupacími trubka-mi 44 svazku teplosměnných trubek. Z vnitřních trubek 44 jepak kapalina odsávána čerpacím účinkem rotačního oběžného ko-la 45 do prostoru rotačního odlučovače 41 pod oběžným kolem45· Vnější stěnu odlučovací komory rotačního odlučovače 41vytváří mezistěna 46~. vymezená rotační plochou, provedenousouměrné kolem osy rotačního odlučovače 41 a mající typickyválcový nebo komole kuželovitý tvar. Mezera mezi mezistěnou46 a vnějším pláštěm 47 odparky slouží jako kanál pro napáje-ní vnějších trubek 40 odpařovanou kapalinou. V horní částirotačního odlučovače 41 je těsně u horní stěny 49 umístěn od-střikovací kotouč 48 podle vynálezu, sloužící jako prostředekpro zabránění toku kapaliny radiálně dovnitř k výstupnímu hrdlu 50 páry a především jako prostředek pro předcházení pohybukapaliny směrem dovnitř kolem horní stěny 49 k výstupnímu hrdlu 50 páry. Ostatní znázorněné detaily, jako vstup ohřívacíhomedia a konstrukční řešení použité pro spojení čel s nádobouodparky, jakož i neznázorněné detaily, jako přívod odpařovanékapaliny, výstup kondenzátu nebo odvod ohřívacího media jsoujako takové odborníkům v oboru známy a nebudou zde tudíž po-pisovány.

Na obr.3 je znázorněn detail dřívějšího provedení rotační- ho odlučovače podle popisu v patentovém spisu US č.4,287.019·

Tento odlučovač je tvořen stacionární.^ v podstatě válcovou 12 nádobou 60. dole uzavřenou?vyjma jednoho nebo více vstupníchhrdel 61_ kapaliny a utěsněného ložiska 62 společného hnacíhohřídele 63» Na hřídeli 63 je nasazeno a společně s ním seotáčí rotační oběžné kolo 64. složené z deflektoru 65 a z lopatek 66, Oběžné kolo 64 vyvozuje rotační pohyb odpařovanékapaliny a jím vyvíjená odstředivá sila nahání odpařovanoukapalinu na vnitřní stěnu nádoby 60, kde je vytvářeno rozhraní 67 pára-kapalina. Pára je odváděna hrdlem 68, z něhož mů-že volně unikat do kondenzačního prostoru £ podle obr.1. Pe-vná odlučovací deska 69. rozměrově vhodně upravená podle po-žadované výkonnosti odlučovače, vytváří prostředek pro umož-nění unikání v podstatě pouze kapaliny mezerou mezi vnějšímobvodem odlučovací desky 69 a vnitřní stěnou nádoby 60« Poodpaření zbylá kapalina je jímána v prstencové mezeře 70 nadodlučovací deskou 69 a z ní jedním nebo více hrdly 71 zavádě·na do dalšího odlučovače nebo odváděna ze systému. Ná obr.4 je znázorněn dílčí nárys v řezu soupravou rotač-ních odlučovačů, uspořádaných vertikálně šachtovitě nad se-bou a provedených v přednostním provedení podle vynálezu. Ro·tační odlučovač sestává ze stacionární, v podstatě válcovénádoby 80,, dole uzavřené,vyjma jednoho nebo více průtočnýchhrdel 81 a utěsněného ložiska 82 společného hřídele 83. Nahřídeli 83 je pevně nasazeno a společně s ním se otáčí rota-ční oběžné kolo 84. sestávající z rotačního deflektoru 85.lopatek 86 a odstřikovací desky 87« upevněné na horní částilopatek 86. Když oběžné kolo 84 uvede odpařovanou kapalinudo rotačního pohybu, nahání takto vyvíjená odstředivá sílaodpařovanou kapalinu na vnitřní stěnu nádoby 80. Po odpařenízbylá kapalina je vytlačována směrem ven a nahoru do výstup- - 13 ního kanálu 88 kapaliny. Odváděná kapalina je difuzními lo-patkami 89 směrována do dovnitř vířivého pohybu a je zavádě-na do jednoho nebo více výstupních hrdel 81 kapaliny, navazu-jících na další odlučovací stupeň. Tato výstupní hrdla 81 ka-paliny jsou lépe zřejmá z vyobrazení na obr.5. Pod difuznímilopatkami 89 je upevněna pevná odlučovací deska 21» sloužícípro zabránění návratu z odlučovače vystupující kapaliny tím,že společně s difuzními lopatkami 89 vytváří kanál pro vede-ní kapaliny. Utěsnění mezi jednotlivými odlučovacími stupnije dosaženo vloženými těsnicími O-kroužky 92« Spojení odlučo-vacích stupňů je zajištěno vylisovanými elastomerními prsten-covými těsněními 93. sloužícími současně pro utěsnění mezermezi nádobami 80 odlučovačů a horizontálními přepážkami 1 me“zi kondenzačními prostory £ podle popisu k obr.1.

Odloučená pára se musí nejprve pohybovat pod deflektoremSí směrem ven, načež se může od kapaliny odloučit v blízkos-ti stěny nádoby 80. Pak musí téci zpět k ose odlučovače kvertikálnímu výstupu axiálně umístěným výstupním hrdlem 94páry. Odtud je pak pára přesměrována v podstatě horizontálnětak, aby vytékala do kondenzačního prostoru mezi odlučovače.

Podle znázornění na obr.4 je možno správně pochopit účela smysl vynálezu. Rotační oběžné kolo 84 bylo oproti původ-nímu provedení podle obr.3 doplněno o odstřikovací desku 87,tvořící prakticky prstencové víko oběžného kola 84. Toto ví-ko má v ose kruhový otvor o průměru odpovídajícím v podstatěvnějšímu průměru výstupního hrdla 94 páry z nádoby 80 rotač-ního odlučovače, přičemž vnější průměr odstřikovací desky 82.probíhá přibližně k vnějším hranám lopatek 86 oběžného kola84. Přesněji řečeno, tento vnější průměr odstřikovací desky87 musí vymezit obvodovou mezeru pro výstup kapaliny vůči 14 hornímu vnitřnímu obvodu koncové části boční stěny nádoby 80.tak, aby rozměr této prstencové mezery mezi stěnou odlučova-cí nádoby 80 a odstřikovací deskou 87 byl takový, aby jím mo-hla procházet pouze kapalina zbylá po odloučení páry a abynebylo umožněno unikání z odlučovače vystupující páry výstu-pním kanálem 88 kapaliny.

Pro objasnění, jakým způsobem je novou odstrikovací deskou87 podle vynálezu zlepšována separace pára-kapalina v odlučo-vači, uvedeme názorný příklad. S uplatněním původního provedení podle popisu v patento-vém spise US' č.4,287.019 byla vyrobena a sestavena soupravarotačních odlučovačů v podstatě podle znázorněni na obr.3.

Ze 24 odlučovačů byla sestavena vertikální šachta, která pakbyla provozována ve vícestupňové filmové odparce o jmenovitémvýkonu asi 19.000 litrů za den, podle popisu v uvedeném pa-tentovém spise. Po uvedení soupravy do provozu a po stabili-zaci jejího provozu byl v ní plynule vyráběn kondenzát o čis-totě asi 750 %o. Pro snížení obsahu pevných látek rozpuště-ných v kondenzátu a tím zvýšení jeho čistoty byly vyzkoušenyrůzné způsoby provozu. Jedním z nich bylo snížení jmenovité-ho výkonu odparky z původních 19.000 litrů za den na 15.000litrů za den. Výsledkem bylo snížení obsahu nečistot v kon-denzátu ze 750 %o na 300 %o. Protože však snížení jmenovité-ho výkonu odparky je ekonomicky nežádoucí, bylo hledáno jinémožné řešení.

Byly vyrobeny o sestaveny do šachtové vertikální soupravyrotační odlučovače podle přednostního provedení podle vynále-zu a tyto byly zabudovány do stejné odparky jako v předchá-zejícím případě. Tyto zlepšené rotační odlučovače byly pak - 15 - vyzkoušeny za provozních podmínek v podstatě podobných pro-vozním podmínkám v průběhu předcházejících zkoušek* Při pro-vozu nových rotačních odlučovačů byl při odparném výkonu od-parky 19.000 litrů za den zjištěn obsah rozpuštěných pevnýchlátek v kondenzátu páry asi 80 #0.

Na obr.5 je znázorněn řez při pohledu ze spodu na odlučo-vací zařízení podle obr.4. V ose jsou znázorněny rotační hří-del 83 a jeho těsné uložení 92. Výstupní hrdlo páry 94 jetvořeno prstencovým průchodem v ose odlučovače. Radiálně odvnějšího průměru výstupního hrdla 94 páry po okraj výstupní-ho kanálu 88 kapaliny probíhá prstencová odlučovací deska 91.Mezera mezi odlučovací deskou 91 a stěnou nádoby 80 odlučova-če musí být rozměrově zvolena tak, aby do takto vytvořenéhovýstupního kanálu 88 kapaliny mohla směrem vzhůru pronikatjen kapalina. Po průchodu výstupním kanálem 88 je kapalinadifuzními lopatkami 89 nasměrována do vířivého pohybu směremk výstupním hrdlům 81 kapaliny, napojeným na následující hor-ní odlučovací stupeň. Z obr.5 je zřejmé, že pro účinnou sepa-raci pára-kapalina je nutné směrování kapaliny směrem ven kestěně nádoby 80 za současného směrování čisté páry k výstup-nímu hrdlu 94 páry.

Na obr.6 je zobrazeno půdorysné znázornění stacionární čá-sti dna odlučovače podle obr.4, s výstupními hrdly 81 kapali-ny. Vrátíme-li se k obr.5, je zřejmé, že kapalina je difuzní-mi lopatkami 69 směrována nahoru do výstupních hrdel 81 tak,aby vystupovala do spodní části následujícího odlučovače. Naobr.6 je také znázorněn v ose umístěný rotační hřídel 83 s jeho uložením 82.

Obr.7 znázorňuje v řezu provedení výstupního hrdla 81 ka-paliny, přičemž současně znázorňuje, jak jsou tvarovány boční 16 difuzní lopatky 8£ Pr° přesměrování kapaliny z výstupního ka-nálu 88 směrem vzhůru do výstupních hrdel 81 kapaliny.

Obr.8 znázorňuje pohled ze spodu na rotační odlučovač soběžným kolem 84 v přednostním provedení podle vynálezu, zná-zorněném na obr.4.Zde jsou zřejmé nádoba 80 odlučovače, rota-ční hřídel 83 a jeho uložení 82. Pára musí procházet nahorumezi lopatkami 86 oběžného kola 84 a pak k výstupnímu hrdlu páry. Nad lopatkami 86 oběžného kola 84 je nasazena prsten-cová odstřikovací deska S1 tak, že se s nimi společně otáčí.Pro dosažení účelu podle vynálezu nemusí být mezi horní čás-tí lopatek 86 a s nimi rotující odstřikovací deskou 87 prove-dena mezera. Jak je zřejmé, je kapalina, snažící se pohybovat.směremi k výstupnímu hrdlu 94 páry, zachycována rotujícími lo-patkami 86 nebo může narážet na odstřikovací desku 87. V oboupřípadech jsou pak tyto kapičky kapaliny urychlovány směremven ke stěně nádoby 80 odlučovače. Použitím odstřikovací des-ky 87 je tudíž předcházeno hromadění kapaliny v horní částiodlučovače a kapalina, snažící se uniknout, je nucena narážetna lopatky 87 nebo na odstřikovací desku 87 a tím je urychlo-vána k výstupnímu kanálu 88 kapaliny. Jak je vyznačeno čárko-vaně, jsou na horní straně odstřikovací desky 87 provedenydrážky 105'. sloužící pro nasměrování veškeré kapaliny, snaží-cí se unikat mezi rotační odstřikovací deskou 81 a pevnou od-lučovací deskou 91 podle obr.4, tak aby se tato kapalina vra-cela k výstupnímu kanálu 88 kapaliny. Stejnému účelu mohou po-sloužit hřebeny, provedené místo drážek 105na odstřikovací de-sce 87.

Na obr.9 je znázorněna varianta provedení podle vynálezupři pohledu shora na soupravu rotačního oběžného kola 8£. Lo-patky 86 oběžného kola 84 jsou opatřeny s nim: i spojenými - 17 - stíracími lištami 130« Při otáčení oběžného kola 84 společněs hřídelem 83 utěsňují stírací lišty 130 mezeru mezi lopatka-mi 86 a horní pevnou odlučovací deskou 91 . Pružné stírací li-sty 130 tím zajištují provozuschopné utěsnění· Toto provede-ní sice umožňuje vynechání rotační odstřikovací desky 8?. aleje méně vhodné než přednostní provedení podle obr.4 a obr.8s rotační odstřikovací deskou SX» protože u něj dochází k pří-mému styku pevných částí a tudíž k jejich opotřebení. Při po-užití tohoto provedení je tudíž nutný pe&Livý výběr materiálůpro výrobu stíracích lišt 130 a pevné odlučovací desky 2J_.

Na obr. 10 je znázorněn dílčí pohled v řezu na stírací li-stu 130 podle obr.9* Stírací lišty 130. upevněné k lopatkám86 oběžného kola 84 spojovacími prostředky 131. stírají ka-palinu ze spodní plochy pevné odlučovací desky 91.

Na obr.11 je znázorněna třetí varianta provedení šachtyodlučovačů podle vynálezu, podobně jako na obr.4. Zde j'e pe-vná odlučovací deska 100 provedena jako skloněná pod úhlemstoupajícím směrem k osovému výstupnímu hrdlu 94 páry a ma-jící obecně komole kuželovitý tvar. <Te zde také zřejmé, žespodní hrana výstupního hrdla 94 páry zasahuje dolů pod vni-třní okraj kuželovitého prstence, vytvářejícího pevnou odlu-čovací desku 100. Směrem dovnitř k výstupnímu hrdlu 94 páryunášené kapalině jé tudíž gravitačním účinkem bráněno v je-jím dalším pohybu tak, Že jeho působením je veškerá kapalinaze spodní plochy odlučovací desky 100 stahována zpět dolů kvýstupnímu kanálu 88 kapaliny. Když se kapalina při svém po-hybu dostane až k překážce na vnitřním okraji pevné odlučo-vací desky 100. tvořené prodlouženým výstupním hrdlem 94 pá-ry, odkapává dolů na oběžné kolo 84 a je jím urychlována smě-rem k vnitřní stěně nádoby 80 odlučovače. 18

Na obr.12 jé znázorněna jiná varianta provedení šachty odlučovačů podle vynálezu, opět podobná provedení podle obr.4.Zde kapalina, snažící se pohybovat k ose rotačního odlučova-če tak, aby mohla unikat výstupním hrdlem 94 páry, dosáhnepři svém dostředném pohybu po pevné odlučovací desce 110 mí-sto, v němž již nemá další povrch, ke kterému by při svém pohybu přilnula. Na hraně 111 odlučovací desky 110 tedy kapalina odkapává vertikálně dolů k lopatkám oběžného kola 84 a jejimi vrhána zpět na vnitřní stěnu 112 nádoby 80 odlučovače.

Zařízení podle vynálezu může být provedeno ještě v jinýchvariantách, aniž by se tím odchýlilo od hlavních charakteri-stik vynálezu. Znázorněné a popsané varianty provedení je tudíž třeba považovat ze všech hledisek za pouze informativnía nevymezující příklady provedení. Záměr vynálezu je vymezendanými fcpdý-předmětu vynálezu a nikoliv uvedenými popisy provedení. Všechny změny a úpravy, nevybočující z podstaty arozsahu platnosti bodů předmětu vynálezu, jsou tudíž považo-vány za v těchto bodech obsažené.

Claims (7)

1. ..............................................................ď*?.“.....Wctf' ’ - ,9- PV 2824-23 PATENTOVÉ NÁROKY 1· Zařízení pro zlepšení čistoty páry ve vícestupňovýchodparkách, obsahujících prostředky vytvářející separační od-dělení, s vertikální šachtou rotačních odlučovačů v každémseparačním oddělenía prostředkyjpro přívod odpařované kapa-liny do nejspodnějšího odlučovače' v uvedené šachtě a pro pře-vádění neodpařené kapaliny z nejspodnějšího odlučovače postu-pně do každého dalšího odlučovače v šachtě a pro odvádění od-pařené zkondenzované páry z každého separačního oddělení,vyznačující se tím, že každý rotační odlučovač obsahuje vál-covou nádobu /80/, v této nádobě /80/ rotující oběžné kolo/84/ pro urychlení pohybu ohřáté kapaliny v nádobě /80/ k je-jímu vnitřnímu povrchu a tím podpoření přeměny části kapali-ny na páru, dále prostředky v horní části nádoby /80/ vytvá-řející osově situované výstupní hrdlo /94/ páry odloučené zodpařované kapaliny v nádobě /80/, jakož i prostředky /86,87/umístěné nad oběžným kolem /84/ a k němu přiléhající a brání-cí pohybu neodpařené kapaliny v nádobě /80/ směrem k osověsituovanému výstupnímu hrdlu /94/ póry, přičemž odparka dáleobsahuje prostředky /16,17/ pro společný rotační pohon oběž-ných kol /84/ ve všech rotačních odlučovačích v šachtě.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že prostřed-ky pro zabránění pohybu neodpařené kapaliny k výstupnímu hrd-lu /94/ páry z nádoby /80/, v níž je umístěno oběžné kolo /84/,jsou tvořeny prstencovým odstřikovacím kroužkem1 /87/» upevně-ným k horní části oběžného kola /84/ tak, aby s oběžným kolem/84/ společně rotoval. 20
3. 3« Zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že prostřed-ky pro parotěsné spojení odstřikovacího kroužku /87/ s oběž-ným kolem /84/ jsou tvořeny lopatkami /86/.
4. 4. Zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že nádoba/80/ odlučovače je opatřena výstupním kanálem /88/ kapaliny,přičemž na horní straně odstřikovacího kroužku /87/ jsou pro-vedeny drážky /105/ pro nasměrování k výstupnímu kanálu /88/kapaliny, pohybující se k výstupnímu hrdlu /94/ páry.
5. 5. Zařízení podle bodu 2 nebo 4, vyznačující se tím, ženádoba /80/ odlučovače je opatřena výstupním kanálem /88/kapaliny, přičemž na horní straně odstřikovacího kroužku /87/jsou provedena žebra pro nesměřování k výstupnímu kanálu /88/|capaliny, pohybující se k výstupnímu hrdlu /94/ páry.
6. 6. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že prostřed-ky pro zabránění pohybu kapaliny k výstupnímu hrdlu /94/ páryz nádoby /80/, v níž je umístěno oběžné kolo /84/, jsou tvo-řeny stírači /130/, upevněnými na koncích lopatek /86/ oběž-ného kola /84/ tak, aby s ním společně rotovaly a aby byly v přímém styku s pevnou odlučovací deskou /91/.
7. 7. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, Že každá ná-doba /80/ odlučovače je opatřena výstupním kanálem /88/ kapa-liny a že prostředky pro zabránění pohybu kapaliny k výstup-nímu hrdlu /94/ páry z nádoby /80/, v níž je umístěno oběžnékolo /84/, obsahují pevnou komole kuželovitou odlučovací des-ku /100/ umístěnou v nádobě /80/ odlučovače nad oběžným ko-lem /84/ a tvarovanou tak, aby na této odlučovací desce /100/ulpívající kapalina stékala dolu k výstupnímu kanálu /88/ ka-paliny. 21 δ. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že prostřed-ky pro zabránění pohybu kapaliny k výstupnímu hrdlu /94/ páryz nádoby /80/, v níž je umístěno oběžné kolo /84/, obsahujípevnou odlučovací desku /110/ tvořenou první obecně horizon-tální částí a druhou obecně vertikální částí směřující nahorua s první horizontální částí spojenou tak, že neodpařená ka-palina se může pohybovat po první horizontální částí a pak pa-dat dolů. Zástupce : Λ

   Z 28732¼.8.1989