Выпарные установки

 

Многократное использование тепла возможно также в однокорпусных выпарных установках, если сжать вторичный пар при помощи компрессора или пароструйного инжектора до давления, позволяющего применять пар для обогрева того же аппарата, в котором этот пар образовался. Выпарные установки со сжатием вторичного пара называются установками с тепловым насосом.

По методу ведения процесса различают периодическое и непрерывное выпаривание. При периодическом выпаривании исходный раствор выгружают, а аппарат загружают новой порцией исходного раствора. При непрерывном выпаривании непрерывно подводят греющий пар и начальный раствор, а непрерывно отводят сгущенный раствор, вторичный пар и конденсат греющего пара.

При выпаривании крупнотоннажных продуктов применяют установки непрерывного действия. Аппараты и установки периодического действия используются лишь в производствах малого масштаба или для упаривания растворов до высоких конечных концентраций.

В зависимости от характера движения кипящей жидкости в выпарном аппарате различают выпарные установки со свободной циркуляцией, естественной циркуляцией, принудительной циркуляцией, пленочные.

выпарная установкаВ выпарных установках со свободной циркуляцией неподвижный или медленно движущийся раствор находится снаружи труб. В растворе возникают неупорядоченные конвекционные токи (свободная циркуляция), обусловленные свободной конвекцией. К данной группе относятся аппараты в виде чаш, котлов, поверхность которых образована стенками аппарата. Эти аппараты применяют редко, в основном для выпаривания очень вязких жидкостей.

Естественная циркуляция возникает в замкнутой системе, состоящей из необогреваемой трубы и обогреваемых кипятильных труб. Жидкость в кипятильных трубах нагревается до кипения, часть ее испаряется в паровое пространство. Происходит циркуляция пара. Для достижения достаточной циркуляции разность температур между греющим паром и раствором должна быть не ниже +7... 10 °С.

В выпарной установке с принудительной циркуляцией циркуляция жидкости производится пропеллерным или центробежным насосом. Эти аппараты пригодны для работы с малыми разностями температур между греющим паром и раствором (+3...5 °С) и для выпаривания растворов с большой вязкостью.

Преимуществами аппарата являются высокие коэффициенты теплопередачи, отсутствие загрязненной поверхности теплообмена при выпаривании кристаллизующихся растворов, возможность работы при небольших разностях температур. Недостаток – необходимость расхода энергии на работу насоса.