В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Технологические схемы выпаривания в вакууме
Вакуумные установки - Выпарные и кристаллизационные аппараты
Оглавление
Технологические схемы выпаривания в вакууме
Страница 2
Все страницы

При проведении процесса выпаривания в однокорпусном аппарате в условиях вакуума расход тепла на выпаривание 1 кг растворителя несколько увеличивается по сравнению с процессом при атмосферном давлении (вследствие увеличения теплоты парообразования при низких давлениях), но благодаря пониженной температуре кипения значительно уменьшаются потери тепла в окружающую среду. Если количество выпариваемой воды велико, то обычно применяют многокорпусное выпаривание, при ко тором тепло на выпаривание используется многократно путем применению для обогрева вторичного пара. Если выпаривается не водный раствор, в качестве вторичного пара можно использовать растворитель, в котором растворено концентрируемое вещество.

Тепло вторичного пара и выходящего концентрированного раствора используется также и в однокорпусных установках (тепловой насос, устройство различных дополнительных теплообменников и т. п.).

На рис. 32 дана схема однокорпусной установки с теплообменник между поступающим и выходящим раствором. Вакуумный выпарной aппарат  представляет собой герметически закрытый сосуд, который последовательно соединяется с конденсатором 2, где улавливаются пары растворителя, и с вакуумным насосом для откачки воздуха из системы. В схем! рис. 32, а тепло выходящего концентрированного раствора используется для предварительного подогрева поступающего слабого раствора. На рис. 32,В показана схема установки с применением теплообменника между поступающим слабым раствором и вторичным паром для однокорпусного выпаривания Схема двухкорпусного испарителя с теплообменником между слабым раствором и вторичным паром дана на рис. 32, в. Схема однокорпусной установки с тепловым насосом и теплообменником между слабым и концентрированным раствором показана на рис. 32, г.

На рис. 32, д и е приведены схемы выпаривания в пленочном выпарительном аппарате; на рис. 32, д имеется теплообменник между слабым и концентрированным раствором, на рис. 32, е слабый раствор используется для конденсации пара, выходящего из аппарата, здесь также применено промежуточное охлаждение концентрированного раствора. 

В многокорпусной установке (рис. 32, в) значительно снижен расход греющего пара на выпаривание 1 кг растворителя по сравнению с однокорпусной


 

Д

Рис. 32. Схемы вакуумных установок для выпаривания:

одноступенчатого (теплообмен между холодным слабым раствором и возвращающимся сгущенным раствором); б — одноступенчатого (теплообмен между холодным слабым раствором и вторичным пате); в —двухступенчатого (теплообмен между холодным слабым раствором и вторичным паром); г — с сжатием вторичного пара (теплообмен между слабым и сгущенным растворами); д-одноступенчатого в пленочном испарителе (теплообмен как в случае с промежуточным охлаждением  раствора); е — пленочного (слабый раствор использован в качестве конденсирующего агента, промежуточное охлаждение сгущенного раствора); 1-выпарной аппарат с греющими трубами; 2 — пленочный выпарной аппарат; 3 — поверхностный конденсатор; 4 — вакуумный насос; 5 — теплообменник; 6 — тепловой насос

Корпусов может быть 4—5, а в некоторых установках до 10 (редко). Многократное выпаривание в таких аппаратах заключается в том, что греющий пар подается только в нагревательную камеру первого выпарного ап-| парата (первого корпуса). Этот пар называется первичным. Образующийся при кипении раствора в первом аппарате так называемый вторичный пар подается в нагревательную камеру второго корпуса; пар, образующийся во втором корпусе, подается в нагревательную камеру третьего корпуса и т. д. Давление вторичного пара меньше,чем первичного, и температура кипения! в каждой последующей камере ниже, чем в предыдущей. Последний выпарной аппарат соединяется последовательно с конденсатором и насосом.


Таким образом, осуществление описанной схемы возможно только при наличии перепада давлений между корпусами. Необходимая разность давлений может быть достигнута созданием избыточного давления в первом корпусе, созданием разрежения в последнем корпусе или комбинацией этих условий. Организация процесса с разрежением в последнем корпусе применяется для многих органических веществ, у которых повышение температуры кипения в первом корпусе может вызвать разложение.

Выпариваемый раствор и греющий пар движутся по корпусам параллельным током или противотоком (для кристаллизующихся растворов иногда применяют параллельное питание каждого корпуса начальным раствором). При противотоке необходима установка насосов для передачи раствора из корпуса в корпус. Несмотря на лучшие условия теплопередачи, противоток применяется редко, главным образом для растворов, вязкость которых резко повышается с увеличением их концентрации.

Таким образом, при многокорпусной выпарке достигается значительная экономия греющего пара, а следовательно, уменьшается расход топлива. Теоретически расход пара должен уменьшаться пропорционально увеличению числа аппаратов.

Принцип действия аппарата с тепловым насосом (см. рис. 32, г) состоит в том, что образующийся вторичный пар адиабатически сжимается специальным компрессором, после чего его можно использовать как первичный. Теоретически количество сжатого вторичного пара достаточно для обогрева аппарата без добавления свежего пара. При использовании этого принципа в многокорпусной установке часть вторичного пара сжимается и возвращается для обогрева того корпуса, в котором этот пар образовался. В выпарных установках с тепловым насосом достигается значительная экономия греющего пара (практически несколько выше, чем в четырехкорпусных установках), однако область их применения ограничена жидкостями, имеющими малую температурную депрессию (т. е. малое повышение температуры кипения по сравнению с водой при том же давлении). В связи с этим они мало применяются в химической промышленности; наибольшее применение они находят для концентрирования молока и соков в пищевых производствах.

Конструкции выпарных аппаратов в основном различаются способом обогрева. Обогрев может производиться водяным паром, дымовыми газами, минеральными маслами, перегретой водой, высококипящими органическими жидкостями. Конструкция выпарного аппарата зависит также от ого, сопровождается ли процесс выпаривания кристаллизацией с выпадением твердого осадка или нет.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

   

 

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 106 гостей на сайте

Нов боков адс адаптивный

=
Рейтинг@Mail.ru