Испарители и паропреобразователи

Испарители применяются для испарения жидкости или для увеличения концентрации раствора путем испа­рения части растворителя.

Испарители и парооб­разователи широко применя­ются для уменьшения и восполне­ния потерь конденсата. Их можно разделить на аппараты с естественной циркуляцией воды между труб­ками и с принудительной циркуляцией воды в кипятильных трубках.
Давление с испарителя выбирается таким образом, чтобы обеспечивать нужную температуру кипения. По­скольку испарители часто работают под вакуумом, то температура в них ниже нормальной температуры кипения.

В испарителях, в которых жидкость движется снизу вверх по вертикальным трубам, температура кипения жидкости внизу выше, чем вверху, из-за большего гидроста­тического давления. Таким образом, в нижней части труб кипение отсутствует и температура увеличивается до до­стижения температуры кипения, соответствующей локаль­ному давлению. Затем возникает кипение вследствие боль­шого подвода теплоты и мгновенного парообразования в перегретой жидкости, и температура уменьшается. Следова­тельно, разность температур в середине труб меньше, чем на концах, что может привести к значительному снижению характеристик в вертикальных испарителях (как с корот­кими, так и с длинными трубами), а также испарителях типа «корзины». Для повышения концентрации растворов необходимо учитывать рост температуры кипения при уве­личении концентрации.

В качестве примера испарителя воды с естественной циркуляцией на рис.7 представлен вертикальный аппарат. Коэффициент теплопередачи 3000-4000 Вт/м²∙К. Естественная циркуляция в этом аппарате происходит вследствие того, что образую­щаяся в кипятильных трубках пароводяная эмульсия имеет меньшую плотность, чем вода в кольцевом зазоре между корпусом и трубной системой, где ей сообщается значительно меньшее удельное количество тепла на единицу объема.

Рис.7 Вертикальный испаритель:

1- парообразующее пространство;

2- патрубок для подачи греющего пара;

3-патрубок для подачи выпариваемой жидкости;

4- нижняя крышка;

5- отвод конденсата пара;

6- трубка для сдувок;

7- греющая камера;

8- трубка для сдувок неконденсируемого газа;

9- дренаж сепаратора;

10- сепаратор;

11- патрубок для отвода сухого пара.

При этом в трубках устанавливается подъем­ное движение пароводяной эмульсии, а в кольцевом зазоре — опускное движение воды. Паровые пузырьки по выходе среды из трубок перехо­дят в паровой объем. Уровень воды в аппарате поддерживается с по­мощью поплавкового регулятора питания выше верхней трубной решет­ки. Первичный (греющий) пар поступает в межтрубное пространство греющей камеры. Для отделения влаги из вторичного пара в верхней части парового пространства встроено сепа­рирующее устройство.

Паропреобразователь - теплообменный аппарат для испарения воды; разновидность испарителя, отличающаяся тем, что конечным продуктом рабочего процесса является не дистиллят (питательная вода), а пар водяной.

МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Введение

В химической технологии широко распространены и имеют большое значение массообменные процессы.

Сущность любого массообменного процесса состоит в переходе одного или нескольких компонентов смеси из одной фазы в другую при взаимодействии этих фаз.

Подавляющее большинство массообменных процессов протекает при непосредственном контакте фаз, причём такие процессы можно разделить на 2 группы:

1. Процессы со свободной (подвижной) границей раздела фаз.

К ним относятся:

▫ абсорбция газов и паров жидкостями;

▫ ректификация жидких смесей;

▫ экстракция жидкостная, то есть извлечение вещества, растворённого в одной жидкости, другой жидкостью.

2. Процессы с фиксированной (неподвижной) границей раздела фаз или процессы с участием твёрдой фазы.

К ним относятся:

▫ адсорбция газов и паров твёрдым поглотителем;

▫ растворение твёрдых веществ в жидкостях и экстрагирование жидкостями отдельных компонентов из твёрдой фазы – выщелачивание;

▫ кристаллизация, то есть выделение твёрдых веществ из растворов и расплавов;

▫ сублимация (возгонка) твёрдых веществ;

▫ сушка, то есть удаление жидкости из твёрдых тел.

Как и прежде, рассматриваться будут не специальные, а только основные процессы и аппараты, то есть процессы и аппараты, общие для различных отраслей химической промышленности.

Например, упомянутый процесс абсорбции широко распространён как в технологии неорганических веществ, так и в органическом синтезе.

Основные задачи, решаемые с помощью массообменных процессов в химической технологии:

▫ извлечение компонентов из смесей с получением или целевых продуктов, или полупродуктов;

▫ очистка различных веществ или сред от загрязняющих компонентов.

Печи.