Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11388
.pdf
возвратно-поступательного движения любым известным способом, например, кривошипами, прикрепленными
к шатунам 4. Желоб 5 установлен под углом к раме 1 и снабжен подающим ящиком 6 на одном конце и
отверстием или затвором для выгрузки концентрата 7 на противоположном конце. Подающий ящик 10
расположен таким образом, что материал подается в основном вблизи задней части желоба. Желоб состоит
из вертикальной задней части 8, вертикальных элементов 9 и наклонного дна 10, образующих желоб 10.
Коробка необычной формы с открытой передней стороной.
Дно желоба разделено на три отдельные зоны, которые для удобства описания можно назвать зоной
стратификации, зоной разделения и зоной концентрации. Зона стратификации 11 — это часть желоба вблизи
подающего ящика 6, зона разделения — это центральная часть 12 желоба.
В то время как зона концентрации представляет собой пористость 13, прилегающую к отверстию или затвору
для выгрузки концентрата 7, зона стратификации 11 наклонена вниз к центру желоба под небольшим углом 14
к горизонтали, который может составлять от 2120 до 5 градусов, зона разделения 12 практически ровная, в то
время как зона концентрации 13 наклонена вниз к центру желоба под небольшим углом 15 к горизонтали,
который может варьироваться от 30,25 минут до 4 градусов в зависимости от обрабатываемого материала и
других факторов, которые будут раскрыты ниже. Я обнаружил, что 1 градус 30 минут является хорошим
средним углом, когда угол 20 равен 30 градусам. Больший угол может использоваться, когда материал
мелкозернистый. Обращение к рис. 1 и 4 чертежей прояснит расположение дна желоба. В некоторых случаях
зона разделения 12 может иметь тот же наклон, что и зона концентрации. зона 13.
Дно желоба наклонено назад, как наглядно показано на фиг. 2 и 4, в результате чего дно образует угол 16,
предпочтительно от 1 до 30 градусов к горизонтали, который зависит от амплитуды и скорости
возвратно-поступательного движения желоба. Удовлетворительный угол для общей работы составляет
восемь градусов.
Начиная от дна зоны стратификации 11 или вблизи него, имеется зазор 17, простирающийся частично вдоль
переднего края зоны разделения 12. Это отверстие для сброса отходов, через которое отходы сбрасываются
либо в отходы, либо, в случае многокорпусной машины, в загрузочный ящик сепарационной канавки. На фиг. 6
показана альтернативная конструкция, в которой передние свободные края дна наклонены внутрь с каждого
конца к общей точке 19, прилегающей к дну зоны стратификации 11. В этом случае отходы затем
сбрасываются на часть края 18.
Такой расход, конечно, будет максимальным вблизи точки 19 и будет постепенно и неуклонно уменьшаться до
нуля по мере уменьшения расстояния от конца концентрата.
Дополнительная особенность изобретения заключается в косом угле 20 (рис. 1), который желоб в целом 410
образует с линией, перпендикулярной направлению движения. Величина этого угла зависит от
обрабатываемого материала, от амплитуды и скорости возвратно-поступательного движения, а также от
угловых настроек дна желоба. На практике я обнаружил, что угол в тридцать градусов дает хорошие общие
результаты при работе с крупнозернистым материалом. Однако концентрацию можно получить при углах от
пяти до восьмидесяти градусов. Для мелкозернистого материала подходит угол в 45 градусов. Если
используется этот угол, угол 16 может быть увеличен, например, до 10 градусов. В конструкции машины
может быть предусмотрено, что этот угол может изменяться в пределах, соответствующих различным
условиям работы. Как правило, чем больше угол 20, тем больше становится угол 15, и наоборот.
Дно желоба предпочтительно изготавливается или облицовывается материалом с относительно шероховатой
поверхностью, особенно при обработке крупнозернистого материала. Для этой цели можно использовать
дерево или резину, или железо, если его поверхность сравнительно шероховатая. При концентрировании
смеси крупнозернистого и мелкозернистого материала дно и/или задняя стенка могут быть изготовлены из
проволочной сетки или подобного сита, благодаря чему удаляется вся пыль и мелкие частицы, и
концентрируются только более крупные частицы.
Для мелкодисперсных материалов можно использовать гладкую металлическую поверхность.
Как правило, для крупных частиц шероховатая поверхность с зернистостью 75 дает лучшие результаты.
Чтобы проиллюстрировать работу желоба, я могу привести следующий пример концентрации касситерита из
смеси касситерита и кварца размером от 7,80 до 4 мкм. Используйте желоб диаметром около 10 футов.
Длина желоба составляет около 17 дюймов, ширина — 9 дюймов, частота хода — 120 ходов в минуту.
Поверхность дна желоба может быть облицована деревом или резиной.
Желоб постоянно находится в движении, и смесь подается в него через подающий ящик 6. По мере того, как
материал движется вниз по наклонной зоне стратификации 11, он начинает разделяться в соответствии с
различиями в удельной плотности частиц. Более тяжелые частицы имеют тенденцию концентрироваться в
задней части 8 желоба, в то время как более легкие частицы имеют тенденцию смещаться к его переднему
краю. Кроме того, частицы в задней части желоба перемещаются вверх к концентрационному концу желоба,
несмотря на его угол 15 к горизонтали. По мере того, как все больше тяжелого минерала перемещается в зону
концентрации, более легкие частицы возвращаются к зоне разделения 12 и в конечном итоге проходят через
зазор 17.
Более тяжелые вещества постепенно концентрируются в 105 слоях, расположенных напротив выпускного
отверстия или затвора 7, через который они могут периодически или непрерывно поступать в подходящий
резервуар.
С другой стороны, было установлено, что если в желоб подавать смесь частиц типа В, то плоские частицы
будут собираться на конце, предназначенном для концентрирования.
Опять же, если частицы, образующие смесь, относятся к типу С, то более мелкие частицы jj 5 будут
перемещаться к концентрационному концу желоба.
Амплитуда возвратно-поступательного движения или длина хода вместе со скоростью
возвратно-поступательного движения будет зависеть, как правило, от размера самой узкой части дна желоба,
то есть расстояния от края зазора 17 до задней стенки 8, и не должна быть настолько большой, чтобы
практически полностью опустошить ту часть желоба, которая находится напротив зазора 17, или, в
модифицированной конструкции, ту часть, которая находится напротив точки 19.
Когда свежий материал не добавляется непрерывно, в желобе, используемом для различных типов
материалов, целесообразно предусмотреть средства для регулировки в определенных пределах ширины
самой узкой части дна при выгрузке отходов. Как правило, при заданном ходе увеличение скорости приводит к
более быстрому разделению, но улучшение продолжается только до определенного момента. Для
достижения оптимальных условий в машине, предназначенной для разделения различных классов
материалов, желательно предусмотреть средства для регулировки как хода, так и скорости
возвратно-поступательного движения, а также самой узкой ширины дна желоба напротив зазора 17. Для
мелких материалов эта ширина должна быть меньше, чем для крупных материалов.
Не рекомендуется использовать эту машину для слишком мелкодисперсных смесей, например, для таких
материалов, как слизи.
Торцевые доски предпочтительно размещать в соответствии с направлением движения, особенно ту, которая
находится ближе к хвостовой части или подающему концу желоба.
Для мелкодисперсных материалов смесь предпочтительно высушивают нагреванием перед обработкой,
чтобы удалить любую влагу, которая может вызвать уплотнение частиц и, как следствие, помешать
эффективному выполнению изобретения.
В целях настоящего изобретения крупными считаются частицы, большинство из которых имеют размер более
одного миллиметра.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_410651.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=410651&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB410651A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 10 августа 1933 г. № 22378/33.
Завершено: 24 мая 1934 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
410,651 Способ окрашивания поверхности неглазурованных обожженных кирпичей, черепицы, керамики и
подобных изделий.
(Сообщение, полученное мной из-за рубежа от I G FARBENINDUSTR In AKTIENGESELLSCH Ar TT,
юридического лица, зарегистрированного в соответствии с законодательством Германии, расположенного по
адресу: Гритнебургплац, Франкфурт-на-Майне, Германия).
Я, АЛБДЖ ЭН Т. ЛЕВИ МОНД, доктор наук Женевского университета, инженер-химик и дипломированный
патентный поверенный, подданный Великобритании, проживающий по адресу: 19, Southampton Buildings,
Chancery Lane, London, WC 2, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к способу окрашивания поверхности неглазурованных кирпичей, черепицы,
керамики и подобных изделий.
Цвет обожженного неглазурованного кирпича и керамики зависит от минеральных компонентов,
содержащихся в керамическом материале. В отсутствие желаемых цветовых компонентов в указанных
керамических материалах они могут быть введены механически известным способом. Согласно другим
известным процессам, перед обжигом сырье покрывается слоем подходящего состава, так называемым
ангобом или шликером, при этом желаемая поверхностная окраска получается после обжига. Однако эти
процессы неэкономичны, во-первых, потому что необходимо закупать добавляемый материал, и, во-вторых,
потому что ручной труд значительно увеличивает стоимость продукта.
Известны также процессы, при которых оксиды металлов, с флюсами или без них, испаряются в печи или в
специальных сеггарах во время обжига, чтобы окрасить поверхность керамических изделий этим простым
способом. Однако эти процессы требуют очень высоких температур и поэтому применимы только к
высококачественным керамическим материалам (фарфору), обжигаемым в сеггарах.
В другом известном процессе хлорид железа(III) в сочетании с равным количеством, по меньшей мере,
хлорида натрия используется для придания керамической посуде глянцевого красно-коричневого цвета.
Однако в этом процессе хлорид натрия (Price 1/-l) или оксид натрия, образующийся в результате его
разложения, всегда сначала образует силикат керамической посуды соляную глазурь, которая затем
окрашивается другими металлическими хлоридами, добавляемыми совместно, из-за образующихся в
результате этого оксидов. Этот процесс дает 60 очень блестящую глазурь, образование которой может быть
нежелательным, когда, как в настоящее время, в моде тусклые или матовые цвета для кирпича и керамики,
особенно облицовочного кирпича, предназначенных для строительных целей. Также было предложено
использовать пары хлорида марганца без добавления хлорида натрия для углубления или маскировки цвета
обжигаемого материала. Однако в этом процессе хлорид марганца должен быть сначала расплавлен, а затем
Пары выделяются из расплава хлорида марганца лишь медленно. Более того, из-за того, что хлорид
марганца сначала переходит в жидкую фазу, и из-за относительно медленного выделения паров, потери
хлорида марганца происходят как из-за постепенного разложения хлорида марганца в жидкой фазе, так и
из-за преждевременного разложения паров хлорида марганца, вызванного кислородом и влагой,
присутствующими в газах печи; следовательно, пары хлорида марганца используются очень неэффективно.
Настоящее изобретение направлено на устранение этих недостатков путем замены операции 9) генерации
паров из расплава, всегда использовавшейся ранее, операцией сублимации.
С этой целью изобретение заключается в сублимации хлорида железа, алюминия или хрома в печи, когда его
частицы достигают температуры, при которой указанный хлорид сублимирует практически мгновенно.
Благодаря процессу сублимации, описанному в настоящем изобретении, пары очень быстро рассеиваются в
печи и не подвергаются преждевременному разложению под действием печных газов. Когда эти пары в
достаточно нагретом состоянии соприкасаются с загружаемым материалом, происходит разложение,
сопровождающееся осаждением и фиксацией соответствующих оксидов, в результате чего поверхность
загружаемого материала приобретает другой цвет.
При осуществлении изобретения один из вышеупомянутых хлоридов металлов вводится в печь без обычного
добавления хлорида щелочи в процессе обжига, когда изделия достигают температуры, достаточно высокой
для сублимации указанного хлорида, после чего сублимированный хлорид, превращаясь в окрашенный оксид
металла, вступает в прочное соединение с поверхностью керамического изделия.
При достаточно высокой температуре и подходящем керамическом материале можно также сформировать
цветную спеченную поверхность, но ни при каких обстоятельствах не цветную солевую глазурь, поскольку в
нее не вводятся хлориды щелочных металлов.
В случае облицовочного кирпича современный вкус особенно склоняется к разнообразию цветов отдельных
кирпичей.
Согласно изобретению, такой цвет также легко получить путем неравномерного распределения
сублимирующих хлоридов, вводимых в печь, и, таким образом, получить окраску различной интенсивности за
счет длительного или многократного воздействия паров.
Далее будет описано типичное применение данного процесса: производство облицовочного кирпича красного
или железисто-синего цвета из глины или суглинка, который не приобретает красный цвет при обжиге.
Кирпичи, сформированные обычным способом, помещаются в кольцевую или камерную печь. Когда огонь
гаснет, и пламя пропадает, а температура изделия достигает температуры выше температуры сублимации
вводимого хлорида, в печь вводят экспериментально определенное количество безводного хлорида
железа(III). В случае печи с нисходящей тягой хлорид железа(III) можно капать на поверхность кирпичей,
вводить через загрузочные отверстия или любым другим подходящим способом. Хлорид железа(III)
немедленно сублимирует и вступает в контакт с изделием. В процессе обжига хлорид железа(III) (который,
однако, может также содержать небольшое количество хлорида железа(II)) превращается в оксид железа(III)
и, таким образом, соединяется с кремнием в глине, окрашивая ее поверхностный слой. Интенсивность
окрашивания зависит от количества используемого хлорида железа(III). Если хлорид железа(III)
неравномерно распределен по печи, шихта приобретает неравномерное окрашивание. Если же, в случае
подходящего материала, Если обжиг продолжать при более высокой температуре, образуется цветная
спеченная поверхность, которая также менее глянцевая, чем глазурованная цветная поверхность. Если обжиг
продолжать без доступа воздуха и при желаемой модифицированной температуре, цвету 70 придается
голубоватый оттенок, соответствующий степени восстановления. Аналогично, действие хлорида алюминия,
который сублимируется с особой легкостью, вызывает изменение цвета шихты, делая ее светлее, поскольку,
в основном, оксид алюминия 75, частично в сочетании с керамическим материалом (SiO, CaO),
осаждается на поверхности. Цвета с зеленоватым оттенком, такие как оливково-коричневый, можно получить
с помощью паров сублимированного хлорида хрома 80, но в этом случае, из-за более высокой температуры
сублимации, целесообразно предварительно хорошо нагреть емкость, содержащую хлорид хрома, перед
помещением ее в печь 85, чтобы ускорить сублимацию.
Для достижения приблизительно равномерного распределения сублимата в печи его также можно испарять
на нескольких пластинах или подобных им подвешенных на разных уровнях в шахтах, или же хлорид может
испаряться вне печи, в реторте или подобном устройстве, нагреваемом отработанным теплом от печи, при
этом сублимат подается в последнюю. 95 ПРИМЕР.
В камеру печи загружают кирпичи континентального размера (25 x 12 x 6,50 см) таким образом, что кирпичи
доступны для воздействия газов практически со всех сторон.
Предположим, что камера содержит 14 000 таких кирпичей, которые должны быть окрашены одновременно, и
что кирпичи изготовлены из глины, содержащей такое малое количество железа, что при обжиге в обычных
условиях они будут желтыми. Тогда для получения окраски используется около 5 кг хлорида железа на
каждые 1000 кирпичей (то есть 70 кг на всю загрузку). Когда температура в печи поднимается примерно до
1150-12000 °C, это количество хлорида железа вводится тремя приблизительно равными порциями через
загрузочные отверстия в случае печи с нисходящей тягой. Таким образом, кирпичи приобретают
красновато-коричневый цвет, который распределяется по кирпичам с несколько неравномерной
интенсивностью в зависимости от пути движения газов. Если вместо красновато-коричневого цвета требуется
сине-серый (глянцевый стально-синий), обжиг должен быть... продолжали еще около часа в
восстановительной атмосфере. 125. Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и то,
каким образом оно предназначено...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_410652.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=410652&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB410652A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (Швейцария): 12 августа 1932 года.
410,652 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 11 августа 1933 г. № 22461/133.
Завершено: 24 мая 1934 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Процесс выпаривания, концентрирования и дистилляции.
Мы, Общество химической промышленности Базеля, Швейцария, юридическое лицо, организованное в
соответствии с законодательством Швейцарии, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о
способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
До настоящего времени было возможно повысить тепловую эффективность и частично эффективность
испарения с помощью вакуума, многоступенчатого эффекта и теплового насоса. Для испарения жидкостей,
чувствительных к изменению температуры, использовался вакуум, но это увеличивало энергозатраты и
стоимость. Известны также испарители, которые за счет подачи воздуха позволяют поддерживать
температуру испарения воды ниже 1000 °C.
Однако такие системы неэкономичны, поскольку воздух подается при температуре значительно ниже точки
испарения, в результате чего для повышения температуры воздуха до температуры испарения требуется
повышенное потребление тепла испарителем. Кроме того, таким испарителям требуется большой избыток
воздуха, поэтому, помимо большого количества необходимого тепла, увеличивается и потребление энергии.
Было обнаружено, что испарение может осуществляться очень экономичным способом, а также что можно
избежать недостатков известных испарителей, если газообразный агент, в качестве агента, снижающего
парциальное давление, вводится перед поступлением в нагреваемый испаритель V, который нагревается
любой подходящей средой системы, показанной схематически на рис. 1, в теплообменник W для регенерации
тепла смеси газа и пара, выходящей из испарителя. Следует понимать, что агент, снижающий парциальное
давление, не вводится в качестве средства нагрева испарителя, последний нагревается отдельно.
Отработанное тепло системы нагрева H может, кроме того, также передаваться агенту, снижающему
парциальное давление, в теплообменнике W2 или может направляться в теплообменник W для испарения.
lPrice ' Ace 4 S 6 d Использование падающего тепла, которое появляется в системе в той же самой
испарительной системе, при сохранении термодинамического равновесия между агентом, снижающим
парциальное давление, и паровой фазой жидкости, является особенностью данного процесса и обеспечивает
более экономичный и эффективный процесс испарения.
Под термином «падающее тепло» понимается тепло, возникающее в системе, в отличие от тепла, которое
фактически используется в энергетическом или нагревательном змеевике и которое доступно для
дальнейшего использования.
При температуре испарения ниже температуры, при которой 70%-ный понижающий агент поступает в
теплообменник, экономия тепла еще больше повышается за счет использования тепла, подаваемого извне.
Хотя при этих низких температурах количество энергии, необходимой для подачи газообразного агента,
увеличивается, испарение, например, при 15°C, все еще значительно экономичнее, чем испарение в вакууме.
На рис. 2 показано сравнение оптимальных затрат энергии в зависимости от температуры испарения,
например, для непрерывного испарения воды с использованием пара в качестве нагревающего агента, при
условии одинаковой удельной стоимости количества энергии. Кривая a представляет собой удельные затраты
для вакуумного испарения с использованием тепла конденсации, а кривая b — для известных испарителей,
подающих воздух при температуре C и относительной влажности 50%; Затраты для диапазона низких
температур, используемых только в новом процессе, показаны пунктирными линиями. Кривая c показывает
энергетические затраты для нового процесса с испарением при парциальном давлении 95, например,
согласно системе на рис. 3 с подачей воздуха, с использованием регенерации тепла смеси воздуха и пара и
конденсата и испарением при низких температурах S с использованием явного тепла, подаваемого извне.
Кривая d показывает затраты согласно системе, изображенной на рис. 5. При использовании агента,
снижающего парциальное давление, с меньшей относительной влажностью W05, затраты становятся еще
более выгодными.
Эксперименты подтвердили, что при использовании испарения под парциальным давлением, при заданных
условиях эксплуатации и удельных энергозатратах, достигается экономия, превышающая 30 процентов, по
сравнению с аналогичными условиями в известных испарителях.
Они также показали, что эффективность испарения, в зависимости от природы используемого
нагревательного элемента, выше и может составлять более чем на 20 процентов больше, чем соответствует
теоретическому повышению температуры в закаленном состоянии.
Это наблюдение можно объяснить тем, что на нагревательной поверхности не образуются пузырьки пара, как
это происходит в известных испарителях, которые частично снижают эффективность нагревательной
поверхности.
Эти преимущества испарения при парциальном давлении, применяемые в многоступенчатых испарителях,
которые сами по себе очень экономичны с точки зрения теплопередачи, дают еще более благоприятные
результаты.
Новый процесс подходит не только для использования пара низкого или отрицательного давления и
отработанного тепла печей при низких температурах испарения, что позволяет повысить эффективность
испарения, а также для обработки продуктов, чувствительных к температуре, но и для снижения температуры
испарения веществ с высокой температурой кипения. Это последнее снижение температуры, которое
одновременно может быть увеличено путем изменения давления, наряду с указанными техническими
преимуществами, также приносит химические преимущества, такие как предотвращение разложения, влияние
на химические реакции и т. д. Таким образом, открываются новые возможности для проведения, например,
дистилляции смесей с высокой температурой кипения, таких как смеси смазочных масел, которые технически
трудно контролировать иным способом. Кроме того, он связан с благоприятной регенерацией тепла.
Испарение при парциальном давлении также может быть выгодно использовано при давлении выше
атмосферного, поскольку при одинаковом удельном содержании газа, то есть при одинаковом соотношении
массы газа к массе испаренной жидкости, снижение температуры испарения происходит в большей степени
при более высоком давлении.
Новый процесс подходит для дистилляции и ректификации жидких смесей не только благодаря
термотехническим преимуществам, но и благодаря значительно меньшим потерям растворителей с более
низкой температурой кипения по сравнению с аналогичными условиями в вакууме, поскольку при последнем
методе происходят значительные потери из-за большой разницы давлений и утечек в аппарате, возникающих
из-за отрицательного давления.
Для испарения и дистилляции веществ, чувствительных к кислороду, в качестве восстановителей при
частичном давлении могут с успехом использоваться инертные газы, такие как отходящие газы из печей и
промышленных установок, азот, водород и тому подобное.
Увеличение испарения особенно выгодно для оборудования, используемого в химической промышленности,
поскольку для него, с учетом цели применения, максимально возможные поверхности нагрева с объемом
котла фиксированы и, как правило, не могут быть увеличены.
Новый процесс оказался особенно подходящим для испарения летучих кислотных или щелочных жидкостей.
Для отвода паров кислот или щелочей с использованием методов вакуумной дистилляции необходимы
дорогостоящие аппараты и машины, частично изготовленные из коррозионностойких материалов, тогда как
при новом процессе можно использовать простые конструкции из дешевых материалов. Испарение
проводится, например, с избытком агента, снижающего парциальное давление, в соответствии с законом
Генри Дальтона, таким образом, что смесь газа и пара, содержащая кислоту или щелочь, является
ненасыщенной, то есть выходит из испарителя перегретым, и, таким образом, конструкционные материалы не
подвергаются химическому воздействию. Это объясняется тем, что водные растворы, содержащие
коррозионно-активные летучие вещества, атакуют конструкционные материалы, используемые в химическом
оборудовании, пока они присутствуют в виде насыщенных паров. Однако, если паровая смесь не насыщена, и
это легко достигается путем добавления газа, конструкционные материалы оборудования не подвергаются
воздействию, поскольку пар не... конденсируются и, следовательно, не проявляют водной фазы. Регенерация
тепла в теплообменниках W и W2 согласно рис.
1
Передача тепла может осуществляться косвенным путем, например, путем поверхностного теплообмена, при
необходимости с помощью промежуточной среды, или путем прямой передачи тепла, например, путем
смешивания, диффузии и тому подобного, между тепловыделяющим агентом и агентом, снижающим
парциальное давление. Использование тепла в теплообменниках WV осуществляется путем косвенной
передачи тепла.
Конденсация паровой фазы смеси газа и пара может быть осуществлена путем охлаждения или методами
абсорбции и адсорбции.
Смесь газа и пара, отходящая от испарительной системы, может быть направлена в другую подходящую
испарительную систему для дальнейшего использования. Кроме того, за счет частичной конденсации
увеличивается удельное содержание газа, и эта смесь, обогащенная газом, может быть полностью или
частично повторно использована в качестве агента, снижающего парциальное давление, и может быть
возвращена в контур в ту же испарительную систему.
Жидкая фаза смеси газа и пара, удаляемая путем частичной конденсации, отделяется от газообразной
паровой фазы с помощью сепараторов, таких как циклонные вентиляторы, устройства для отклонения струи,
механические или электрические фильтры и тому подобное.
Для циркуляции агента, снижающего парциальное давление, в зависимости от условий давления могут
использоваться такие устройства, как вентиляторы, компрессоры и струйные конденсаторы.
Понижающий давление агент вводится с помощью распределителей, например, диффузоров, устройств,
тангенциально выпускающих газ из спиральной газопроводной трубы или подобных ей, над, на или под
уровнем жидкости, таким образом, чтобы он быстро удалялся с поверхности испаряемой жидкости в
максимально насыщенном состоянии. Это может осуществляться автоматически с помощью регуляторов,
таких как, например, поплавки и гигростаты.
В качестве агентов, снижающих парциальное давление, используются газы или их смеси с парами, которые,
помимо физической функции, при необходимости способны также оказывать химическое воздействие,
например, гидрирование, окисление и тому подобное. Газы с малой молекулярной массой имеют меньшую
удельную газовую плотность, но не являются существенно более выгодными с точки зрения теплового и
энергетического баланса. С другой стороны, такие газы с большей теплопроводностью, как, например,
водород, обладают особыми преимуществами в отношении теплопередачи в теплообменнике и конденсаторе.
Для косвенного нагрева испарителя в качестве теплоносителя можно использовать пар различного давления,
в частности пар низкого давления, циркулирующие жидкости, такие как вода или масло, нагревательный газ, а
также нагрев путем косвенной или прямой передачи тепла с использованием масла, газа, угля и тому
подобного.
Изобретение будет более подробно описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, но без ограничения объема
изобретения типичными вариантами его осуществления, изображенными на них.
На рис. 3 1 представляет собой испаритель с подающим насосом для распыления, 6 C 2 — нагревательный
элемент с входом 3 для теплоносителя, 4 — камера для жидкости, а 5 — трубопровод для отвода смеси
воздуха и пара. Агент, снижающий парциальное давление, например воздух, всасывается вентилятором 6, 1
подается в эжекторное всасывающее устройство 7 и смешивается со смесью воздуха и пара перед
поступлением в циклон 8, в результате чего происходит прямой теплообмен между холодным воздухом и 7 G.
теплая смесь воздуха и пара, и, следовательно, пар конденсируется из этой смеси. Конденсированная
жидкость отделяется от смеси воздуха и пара центробежным действием в циклоне 8 и удаляется через
выходное отверстие 9. Часть смеси воздуха и пара отводится через коллектор 10, трубопровод 11 и
распределитель 12 обратно в испаритель, например, ниже уровня жидкости. Оставшаяся часть смеси воздуха
и пара выходит через выпускную трубу 13 и может быть использована для других целей. С помощью
воздушного потока из 85 вентилятор 6 в эжекторном всасывающем устройстве 7 создается отрицательное
давление, которое высасывает смесь воздуха и пара из испарителя 1 и, следовательно, также
воздушно-паровую часть из циклона 9 8 через трубопровод 11 и распределитель 12 в испаритель 1. В
некоторых конфигурациях отрицательного давления недостаточно, или если всасывающее устройство 7
оказывается неэкономичным при очень больших удельных концентрациях воздуха, в трубопровод 11 может
быть установлен вентилятор 6a (обозначенный пунктирными линиями на рис. 3). В последних условиях
установка может работать только с вентилятором 6a, без вентилятора 6a, а необходимый воздух всасывается
через всасывающее устройство 7.
С помощью соответствующего регулировочного устройства, например, кольцевого поплавка 14,
установленного на выходе диффузора, и направляющего элемента 105 в виде втулки 15 диффузора 12 и
трубопровода 11, распределитель направляется в соответствии с уровнем жидкости в наиболее экономичное
рабочее положение, после чего смесь воздуха и пара HO должна покинуть испаритель в максимально
насыщенном состоянии.
На рис. 3 показан нагрев паром. Тепло конденсата может быть использовано для испарения таким образом,
что конденсированная вода отводится от нагревательного элемента 2 через выпускной элемент 16 к
дополнительному нагревательному элементу 17, при этом тепло пара, выделяемое при сбросе давления, а
также тепло конденсата, могут быть использованы до температуры испарения. Промежуточный
нагревательный элемент 17, для лучшего использования тепла конденсата, выделяемого низким
гидростатическим уровнем жидкости в испарителе, должен быть расположен над основным нагревательным
элементом 2. В процессе непрерывного испарения конденсат, стекающий с нагревательного элемента 17 при
температуре испарения, дополнительно используется для нагрева поступающей жидкости в теплообменнике
18, а охлажденный до температуры жидкости конденсат отводится Способ вывода на выходе 19. Нагрев также
может осуществляться в сочетании с частичным использованием остаточных паров испарившейся жидкости.
Последний вариант на чертежах не показан.
Конструкция показана на рис.
4 Отличается от показанного на рис. 3 тем, что только часть паров смешивается с воздухом с целью
использования тепла. Используется на установках, где смесь воздуха и пара, вытекающая через выпускную
трубу 13, далее используется; Например, это касается простоты использования многоступенчатых
испарителей и испарителей с тепловыми насосами, как показано на рис. 11. Поток воздуха, создаваемый
вентилятором 6, всасывает часть всей смеси воздуха и пара из трубы 5 через эжекторное всасывающее
устройство 7 посредством регулируемого дроссельного клапана 29. Конденсированная из смеси вода, как
описано на рис. 3, отделяется в циклоне 8, тогда как смесь воздуха и пара, более богатая воздухом, подается
через теплообменник 23 в испаритель. В соответствии с этой схемой, при нагреве пара, конденсат подается
из нагревательного элемента 2 через напорный трубопровод 16 в поверхностный теплообменник 23, где он
отдает тепло агенту, снижающему парциальное давление, и стекает в виде охлажденного конденсата через
напорный трубопровод 24. При наличии большого сопротивления в системе вентилятор 6a (обозначен
пунктирными линиями на рис. 11) Рис. 4) может быть с успехом использован вместо вентилятора 6.
На рис. 5 изображен открытый испаритель с регулированием парциального давления для косвенного нагрева
восстановителя парциального давления за счет теплоты смеси воздуха и пара.
Воздух подается через дроссельный клапан 20 и вентилятор 6 к поверхностному теплообменнику 25, а через
распределитель 12 — к испарителю 1.
Из смеси воздуха и пара, оттекающей наружу, путем косвенного теплоотдачи в поступающий воздух, часть
пара конденсируется и уносится в виде конденсационной жидкости через выпускную трубу 26, тогда как смесь
воздуха и пара, более богатая воздухом, выходит через выпускную трубу 13.
На фиг. 6-9 показаны закрытые испарители с парциальным давлением и циркуляцией смеси газа и пара.
Такие конструкции особенно подходят для испарения и перегонки жидкостей, таких как жидкости с низкой
температурой кипения, паровую составляющую которых необходимо восстановить.
Процесс, показанный на рис. 6, работает при любом удобном давлении таким образом, что газ, подаваемый
вентилятором 6 в всасывающее устройство 7, смешивается со смесью газа и пара из испарителя 1, и таким
образом пар смеси частично конденсируется. Часть смеси газа и пара, обогащенная газом, как более
подробно описано на рис.
3,
Смесь подается через циклон 8 и распределитель 12 в испаритель, а оставшаяся часть поступает в
смесительный конденсатор 27, где паровая часть, смешиваясь с охлаждающей жидкостью, в которой она
нерастворима, конденсируется, а охлажденная смесь, обогащенная газом, подается по трубопроводу 28 и
дроссельному клапану 20 обратно в подающее устройство 6. Смесь двух нерастворимых или очень
слаборастворимых компонентов подается по напорной трубе 29 в сепаратор 30, где часть охлаждающей
жидкости отделяется и охлаждается, а затем с помощью насоса 31 по охладителю 32 и распределителю
жидкости 33 возвращается обратно в смесительный конденсатор 27. При дистилляции смеси компонент,
отделенный в сепараторе 30 от нерастворимой охлаждающей жидкости путем испарения в промежуточном
испарителе, может служить в качестве нагревающего пара, как уже упоминалось. для прямого нагрева
испарителя 1; в этой конструкции нагревательные элементы 2 и 17 опущены. Жидкий компонент во время
этой операции, перед подачей в промежуточный испаритель 105, предпочтительно предварительно
нагревается в теплообменнике с использованием тепла смеси газа и пара до температуры испарения смеси
110. Согласно рис. 7, смесь газа и пара из испарителя подается через теплообменник 23 в смесительный
конденсатор 27, где происходит конденсация и разделение 115, как описано со ссылкой на рис. 6.
Смесь газа и пара, обогащенная газом, подается по трубопроводу 28, дроссельному клапану 20 и вентилятору
6 в теплообменник 23 с целью 120 косвенного нагрева смесью газа и пара, а затем по распределителю 12 в
испаритель 1. Нагрев испарителя осуществляется с помощью газового огня, горячие отходящие газы 125
направляются – для дальнейшего нагрева агента, снижающего парциальное давление, с целью
использования тепла отходящих газов, перед поступлением в испаритель – в теплообменник 23, а при
температуре 30°C 410°C 652 отводятся по напорной трубе 9, а смесь газа и пара подается по дефлегмататору
37 и подающему устройству 6 обратно в корпус перегонного куба 70. Могут быть применены способы
осуществления процесса, описанного согласно рис. 3-9. с многоступенчатыми испарителями в качестве
заключительных ступеней после ступеней высокого давления, таким образом, что для нагрева
заключительных 75 ступеней используются пары предыдущих ступеней.
На рис. 10 представлен пример применения процесса с многоступенчатыми испарителями, имеющими,
например, три ступени парциального давления 80. Такая конструкция подходит для концентрирования
концентрированных растворов или для отделения солей от насыщенных растворов, поскольку, исходя из
известного повышения точки испарения в зависимости от концентрации, необходим больший температурный
градиент 85.
Благодаря каскадной компоновке система может с успехом использоваться для непрерывного испарения.
Особенно экономичным оказывается ее применение при нагреве паром низкого давления.
Этап a. При самой низкой температуре испарения и, следовательно, с самым высоким удельным
содержанием воздуха соответствует, например, схеме, показанной на рис. 5. Смесь воздуха и пара
нагревается в теплообменнике 41 теплом конденсата из этапа b и проходит через распределитель в
Соседние файлы в папке патенты