Характеристика однокорпусных и многокорпусных выпарных аппаратов: шаровых, трубчатых, пленочных. Выпаривание с термокомпрессией вторичного пара.
В однокорпусном аппарате имеется один вакуумный испаритель, в 3-х корпусном имеется три. Многокорпусная выпарка имеет то преимущество, что она более экономична. Вторичный пар первого испарителя греет паровую рубашку 2 испарителя, а вторичный пар 2 испарителя греет 3 испаритель. Такое устройство напоминает трехколонный перегонный аппарат.
Вакуум-аппараты в зависимости от объема производства имеют различную конструкцию и подразделяются на шаровые вакуум-аппараты (, небольшой объем растворов); трубчатые и пленочные (средне- и крупно- тоннажное производство).
1 - корпус аппарата; 2 - паровая рубашка; 3 - шлем; 4 - штуцер; 5
- труба; 6 - штуцер; 7 - штуцер; 8 - разбортованный край; 9 - лаз; 10 -
воздушный кран; 11 - термометр; 12 - вакуумметр; 13 - два смотровых стекла.
Шаровой вакуум-аппарат состоит из корпуса 1 и верхней части, заканчивается шлемом 3. Обе части соединены герметично фланцами 8.Корпус снабжен паровой рубашкой 2. В верхней части аппарата имеется люк для очистки котла, воздушный кран 10, термометр 11, вакууммо-метр 12 и смотровые окна 13 ( второе с противоположной стороны).
Предназначен для предварительного сгущения вытяжки, которую сливают через трубу 5.
Трубчатый вакуум-аппарат имеет два цилиндрических диска, в которые ввальцованы трубы высотой 0,75 -1,5 метра. Диаметр периферийных труб 50 - 75 мм, центральной трубы 500 мм.
Греющий пар подается в межтрубной пространство. Раствор для выпаривания подается через трубу 4. Пары растворителя удаляются через трубу 6.
|
|
|
В тонких трубах выпариваемая жидкость закипает. Пар подымается вверх и увлекает за собой кипящую жидкость. Она как бы бьет фонтаном из тонких трубок. По центральной трубе частично упаренная жидкость опускается вниз. Так происходит многократный круговорот выпариваемой жидкости до требуемой консистенции.
Пленочный аппарат состоит из пучка вертикальных труб, которые снаружи обогреваются паром. Выпариваемая жидкость подается внутрь трубок, нагревается, закипает. Образовавшийся пар поднимается вверх, увлекая за собой жидкость. В сепараторе 2 пар и сгущаемая жидкость разделяются. Для достижения высокой концентрации упаренного раствора длина трубок должна составлять 6 - 9 м.
Пленочные аппараты применяются для выпаривания термолабильных, мало вязких и пенящихся растворов.
1 - теплообменник; 2 - блок конических полых тарелок; 3 - напорная труба; 4 - распределительная труба; 5 - патрубок для вторичного пара; 6 - вал; 7 - труба.
Конические полые тарелки обогреваются внутри паром и вращаются вокруг своей оси. Но их поверхность подается тонкий слой выпариваемой жидкости. Конденсат первичного пара удаляется по каналам трубы 7. Вторичный пар отводится в холодильник по трубе 5. Выпариваемый раствор на поверхность тарелок подается по трубе 4. Упаренная жидкость удаляется по трубе 3. Аппарат обладает высокой производительностью до 2500 кг/ч при температуре 50°С.
|
|
|
В выпарных аппаратах с тепловым насосом (или с термокомпрессией вторичного пара) вторичный пар сжимается до давления греющего пара и используется для обогрева того же аппарата, в котором он образуется. Для сжатия пара применяют компрессоры или пароструйные инжекторы. Таким образом в тепловых насосах, или трансформаторах тепла, затрачиваемая извне энергия используется для повышения температуры вторичного пара.
В механических тепловых насосах пар сжимается с помощью турбокомпрессора; при малых производительностях применяют ротационные компрессоры. На рис. 13-15 показана однокорпусная выпарная установка со сжатием всего вторичного пара в компрессоре.
Рис. 13-15. Выпарная установка с механическим тепловым насосом:
1 – выпарной аппарат; 2 – турбокомпрессор.
При пуске аппарата раствор подогревается свежим паром до кипения, после чего выпаривание производится за счет работы, затрачиваемой в компрессоре (механическое выпаривание). При этом теоретически добавки свежего пара не требуется; на практике, в связи с расходом тепла на подогрев раствора и потерями в окружающую среду, обычно добавляют немного пара со стороны.
|
|
|
В пароструйных тепловых насосах рабочий пар высокого давления расширяется в сопле инжектора и засасывает вторичный пар. Из инжектора выходит смесь паров при некотором среднем давлении. При применении пароструйного инжектора образуется избыток вторичного пара, который может быть использован для обогрева последующих корпусов многокорпусной выпарной установки (рис. 13-17).
Рис. 13-17. Выпарная установка с пароструйным тепловым насосом:
1 – выпарной аппарат; 2 – инжектор.
Преимуществом пароструйных тепловых насосов перед механическими является простота устройства, дешевизна и надежность в работе. Поэтому пароструйные насосы пользуются наибольшим распространением.
Затраты работы на сжатие пара повышаются с увеличением разности давлений, а следовательно, и разности температур насыщения греющего и вторичного пара. При этом работа приблизительно пропорциональна указанной разности температур. Так как эта разность равна температурному напору плюс депрессия, то затрата работы возрастает с увеличением депрессии раствора. На практике применение тепловых насосов целесообразно при депрессии не более 10 – 12° С.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 489; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!