Принцип многократного испарения

Практическое занятие № 17 по теме Теплооборудование

Наименование работы:

Изучение конструкций выпарных аппаратов

Цель работы:

Описать конструкцию и принцип действия выпарных аппаратов с центральной циркуляционной трубой

Описать конструкцию и принцип действия выпарных аппаратов с выносными кипятильниками

Многокорпусные выпарные установки

Методические указания к занятию.

Выпаривание представляет собой термически процесс кипения раствора с выделением паров растворителя практически в чистом виде. При этом растворимое не летучее вещество остается в концентрированном виде в аппарате.

Выпариванием называется процесс концентрирования водных растворов заключающиеся в удаление растворителя посредством испарения при кипении. Получаемые при выпаривании пары удаляются в атмосферу или в конденсирующие устройство. Наиболее распространенной является естественная циркуляция, которая возникает в замкнутой системе. Естественная циркуляция происходит за счет разности плотностей раствора в опускной и подъемных трубах.

Выпарной аппарат с центральной циркуляционной трубой:

Устройство: Корпус. Вертикальные. кипятильные трубки обогреваемые снаружи паром. В центре аппарата находится циркуляционная труба большого диаметра. Сепаратор, патрубки и корпус.

Работа: Циркуляция происходит за счет разности плотностей раствора в опускной и подъемных трубках, т. е. раствор подается в аппарат и по центральной опускной трубе опускается вниз, затем поступает в кипятильные трубы, в которых нагревается через стенки труб паром. Образуется парорастворная смесь. Вторичный пар, пройдя сепаратор, удаляется из аппарата. Раствор циркулирует по циркуляционному контуру пока не достигнет требуемой концентрации. Упаренный раствор удаляется из нижней части аппарата.

Преимущества 1) Простота конструкции.

2) Легко доступен для ремонта и очистки.

Недостатки:

1) Наличие циркуляционной трубы снижает интенсивность циркуляции. Применения: Для выпаривания мало вязких не кристаллизующихся неагрессивных растворов.

Выпарные аппараты с выносными кипятильниками

Устройство: Выносные кипятильники, т.е. пучки труб, обогреваемых паром. Сепаратор. Трубки кипятильника могут достигнуть длины до 7 метров

Работа: Раствор поступает в кипятильные трубки, обогреваемые паром. В трубках образуется парорастворная смесь. В сепараторе от парорастворной смеси отделяется вторичный пар, а раствор возвращается в кипятильник и выпаривается до требуемой концентрации и удаляется из аппарата.

Преимущества: 1) Интенсивная циркуляция раствора.

2) Удобство для ремонта и чистки труб без остановки других аппаратов.

3) Включение нескольких кипятильников на один сепаратор.

Недостатки: 1. Дороговизна, т. к. много кипятильников.

Применения: Для выпарки кристаллизующихся и пенящихся растворов и вытисняют аппараты других типов.

Принцип многократного испарения

Если пар образующейся из раствора (вторичный пар) направить в греющую камеру другого выпарного аппарата и поддерживать во втором аппарате такое давление, чтобы температура этого пара была больше температуры кипения раствора, то во втором аппарате, как и в первом будет происходить процесс выпаривания.

Совокупность нескольких выпарных аппаратах, в которых вторичный пар из каждого предыдущего аппарата направляется в греющую камеру последующего, называется многокорпусной выпарной установкой.

Если приблизительно принять, что с помощью 1кг греющего пара в однокорпусной установке выпаривается 1кг воды, то в многокорпусной установке благодаря много кратному испарению. На 1кг греющего пара, поступившего в первый корпус, можно выпарить количество килограмм воды равное числу корпусов. Т. е. расход пара на выпаривание 1кг воды в многокорпусной выпарной установке обратно пропорционален числу последовательно включенных корпусов. В этом заключается смысл применения многокорпусных выпарных установок.

Выпаривание в многокорпусных установках приводит к экономии пара, а следовательно и топлива по сравнению с однокорпусным выпариванием с одинаковой производительностью.

Зарисовать схему и определить экономию греющего пара