2.2. Випарний апарат з горизонтальною трубчатою камерою з вертикальним циліндричним корпусом
Рис. 2.2. Схема випарного апарату з горизонтальною трубчатою камерою з вертикальним циліндричним корпусом: 1 – корпус; 2 – гріюча камера; 3 – сепаратор.
Конструкція
В нижній частині корпуса 1 таких апаратів знаходиться гріюча камера 2, що складається із пучка горизонтальних прямих труб, по яких рухається гріюча пара. Верхня частина корпуса слугує сепаратором 3, котрий використовується для зменшення механічного переносу рідини парам.
Такі апарати можуть бути виготовлені із значними поверхнями теплообміну – до 800 м2 і більше. Для компенсації подовження труб і «розборки» апарату з метою очистки кріплення труб в трубних решітках роблять на сальниках або застосовують U – подібні труби.
Принцип дії
Протікаючи по трубам розчин що випарюється нагрівається і кипить з утворенням вторинної пари. Відділення пари від рідини проходить в сепараторі 3. Звільнена від бризів і крапель вторинна пара видаляється з верхньої частини сепаратора.
Переваги: Такий вид випарних апаратів має великий об’єм парового простору, що полегшує випарюватися в них сильно пінних розчинів.
Недоліки: громіздкі і металоємкі; непридатні для випарювання розчинів, котрі кристалізуються, із-за важкості механічної очистки зовнішньої поверхні труб; невисокі коефіцієнти тепловіддачі в горизонтальних парових трубах (всередині яких накопичується шар конденсату).
2.3. Змійовиковий випарний аппарат
Рис. 2.3. Змійовиковий випарний аппарат: 1 – корпус; 2 – парові змійовики; 3 – каплевловлювач.
Конструкція
Випарний апарат такого типу охоплює досить велику поверхню нагрівання. В корпусі 1 розміщені парові змійовики 2, а в паровому просторі встановлений каплевловлювач 3.
Принцип дії:
Випарний апарат такого типу охоплює досить велику поверхню нагрівання. При проходженні через каплевловлювач потік вторинної пари змінює напрямок свого руху і з неї виділяються краплини рідини, віднесені парою.
Змійовики виготовляють із окремих секцій, так як у довгих змійовиків, внаслідок накопичення конденсату, поверхня нагріву мало використовується. Крім того , при секцію ванні змійовиків можна послідовно включати окремі секції по мірі пониження рівня розчину в періодично діючому апараті.
Переваги: можливість розділення поверхні нагрівання на секції, які поступово вводять у роботу, це важливо для апаратів періодичної дії з поступовим заповненням упарювальною рідиною; при упарюванні кислих рідин змійовики слід виготовляти з кислототривкого матеріалу, а стінки корпуса повинні мати відповідні покриття; більш компактні, ніж апарати з «рубашкою», відрізняються трохи більшою інтенсивністю теплопередачі.
Недоліки: при тісному розміщенні змійовики розміщати зовні; якщо змійовики довгі, то укладений відвід конденсату і можливе утворення «парових пробок»; важко ремонтувати; змійовики необхідно кріпити до корпуса «хомутами», інакше при подаванні в середину змійовиків пари під тиском можлива їх вібрація і дрижання апарату.
2.4. Випарний апарат з внутрішньою гріючою камерою і центральною циркуляційною трубою
Рис. 2.4. Випарний апарат з внутрішньою гріючою камерою і центральною циркуляційною трубою: 1 – корпус; 2 – гріюча камера; кип’ятильні труби; 4 – циркуляційна труба; 5–сепараційний (паровий) простір; 6 – краплевловлювач.
Конструкція
В нижній частині вертикального корпусу 1 знаходиться гріюча камера 2, що складається з двох трубних решіток, в яких закріплені, частіше всього розвальцьовані, кип’ятильні труби (довжиною 2-4м) і циркуляційна труба 4 більшого діаметру, встановлена по осі камери. В між трубний простір гріючої камери подається гріюча пара.
Принцип дії:
Розчин потрапляє в апарат над верхньою трубною решіткою і опускається по циркуляційній трубі вниз , а потім проходить по кип’ятильним трубам і на деякій відстані від їх нижнього краю закипає. Тому на більшій частині довжини труб відбувається рух вгору паро рідинної суміші, вміст пари в якій збільшується по мірі її руху. Вторинна пара надходить в сепараційний (паровий) простір 5, де за допомогою краплевловлювача 6, що змінює напрям руху парового потоку, від пари під дією інерційних сил відділяється волога, що відноситься ним . після цього вторинна пара виводиться через штуцер зверху апарату.Парений розчин виводиться через нижній штуцер конічного днища апарату в якості проміжного або кінцевого продукту.
Переваги: наявність достатньої різниці густин; пароутворення в кип’ятильних трубках повинно відбуватися значно інтенсивніше, ніж в циркуляційній трубі , а густина розчину в них буде нижча, ніж в цій трубі; забезпечується природна циркуляція, яка покращує теплопередачу і перешкоджає утворенню накипу на поверхні теплообміну.
Недоліки: циркуляційна труба, як і кип’ятильні труби, обігрівається паром, що знижує різницю густин розчину і паро-рідинної суміші і може призводити до небажаногопароутворення в самій циркуляційній трубі; жорстке кріплення кип’ятильних труб, що не дозволяє значної різниці теплових подовжень труб і корпусу апарату.