Конструкции выпарных аппаратов
Все выпарные аппараты подразделяются на:
1 Выпарные аппараты с естественной циркуляцией.
1-нагревательная камера; 2-циркуляционная труба;3-брызгоотбойник; 4 -сепаратор
Рисунок 5.22 - Выпарной аппарат с вынесенной циркуляционной трубой
На рисунке 5.22 показан выпарной аппарат с вынесенной циркуляционной трубой 5.В этом аппарате циркуляционная труба не обогревается, следовательно, раствор в ней не кипит и парожидкостная смесь не образуется. Разность плотностей парожидкостной смеси в кипятильных трубах 2 и раствора в циркуляционной трубе больше, чем в аппаратах с центральной циркуляционной трубой, поэтому кратность циркуляции и коэффициенты теплопередачи несколько выше. Повышение скорости движения парожидкостной смеси в кипятильных трубах уменьшает возможность отложения солей, которые могут выделяться при концентрировании растворов.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(а): 1-нагревательная камера; 2-сепаратор; 3- необогреваемая циркуляционная труба; 4-брызгоотбойник.
(б): 1-нагревательная камера; 2- труба вскипания; 3-сепаратор; 4- необогреваемая циркуляционная труба; 5-брызгоотбойник; 6 - брызгоуловитель
Рисунок 5.23 - Выпарной аппарат: (а) с выносной нагревательной камерой и (б) вынесенной зоной кипения
Существенного снижения отложения солей можно достичь при использовании аппаратов с вынесенной зоной кипения(рисунок 5.23 б). В таких аппаратах вследствие увеличенного гидростатического давления столба жидкости кипения в трубах нагревательной камеры 1не происходит, упариваемый раствор только перегревается. При выходе перегретого раствора из этих труб в трубу вскипания 4он попадает в зону пониженного гидростатического давления, где и происходит интенсивное его закипание. Таким образом предотвращается возможность отложения накипи на теплообменной поверхности труб и, следовательно, увеличиваются коэффициент теплопередачи и время эксплуатации аппарата между профилактическими ремонтами.
|
|
|
2 Выпарные аппараты пленочного типа.
1-нагревательные камеры; 2-сепараторы; 3- брызгоотбойник; 4 - брызгоуловитель
Рисунок 5.24 - Выпарные пленочные аппараты с восходящей пленкой жидкости
Выпарной аппарат с восходящей пленкой жидкости(рисунок 5.24) работает следующим образом. Снизу заполняют раствором трубы на 1/4 - 1/5их высоты, подают греющий пар, который вызывает интенсивное кипение. Выделяющийся вторичный пар, поднимаясь по трубам, за счет сил поверхностного трения увлекает за собой раствор. В сепараторе пар и раствор отделяются друг от друга.
В выпарном аппарате с нисходящей пленкой жидкостиисходный раствор подают в верхнюю часть нагревательной камеры 1,где обычно расположен распределитель жидкости, из которого последняя по трубам стекает вниз. Образующийся вторичный пар также движется в нижнюю часть нагревательной камеры, откуда вместе с жидкостью попадает в сепаратор 2для отделения от раствора.
|
|
|
Для снижения температуры кипения раствора процесс, как правило, проводят под вакуумом. В этих аппаратах удается упаривать также растворы, склонные к интенсивному пенообразованию. Вместе с этим пленочным аппаратам свойствен ряд недостатков. Они очень чувствительны к изменениям нагрузок по жидкости, в особенности при малых расходах растворов. Существует определенный минимальный расход раствора, ниже которого не удается достигнуть полного смачивания поверхности теплопередачи. Это может приводить к местным перегревам трубок, выделению твердых осадков, резкому снижению интенсивности теплопередачи. В таких аппаратах не рекомендуется выпаривать кристаллизующиеся растворы. Для них также требуются большие производственные площади.
Всем трубчатым выпарным аппаратам свойствен существенный недостаток: в них затруднительно, а часто и практически невозможно выпаривать агрессивные растворы. Для таких растворов применяют аппараты, в которых отсутствуют теплопередающие поверхности, а процесс теплообмена осуществляют путем непосредственного соприкосновения теплоносителя (нагретых или топочных газов) с упариваемым раствором.
|
|
|
3 Барботажные выпарные аппараты
Для выпаривания таких агрессивных жидкостей, как серная, фосфорная, хлороводородная кислоты, сульфаты и хлориды некоторых металлов и др., наиболее эффективным способом оказался барботаж дымовых газов с помощью погружных горелок 2(рисунок 5.25), работающих на газообразном или жидком топливе. В этом методе выпаривания создаются хорошие условия для тепломассообмена между дымовыми газами и жидкостью, так как дымовые газы при барботаже в растворы распыляются в виде пузырьков, образуя газожидкостную смесь, обладающую большой межфазной поверхностью.
Интенсивное испарение раствора обеспечивается насыщением газовых пузырьков водяным паром.
| 1-форсунка; 2-погружная горелка; 3-корпус выпарного аппарата Рисунок 5.25 - Барботажный выпарной аппарат с погружной горелкой |
Большим достоинством барботажных выпарных аппаратов является возможность изготавливать их из обычной углеродистой стали, однако их приходится футеровать самыми разнообразными антикоррозионными материалами: керамикой, графитом, резиной, пластмассами и др.
|
|
|
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 637; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!