Засоби випарювання

Для обігрівання випарних апаратів застосовують нагріваючі агенти. Найбільшим розповсюдженим є водяна пара. В деяких випадках, коли необхідно проводити випарювання при високій температурі, застосовують паливні гази і високотемпературні нагріваючи агенти (дифенильна суміш, перегріта вода, олія), іноді використовують електричне обігрівання.

Нагрівання розчину, що випарюється, відбувається шляхом передачі тепла від нагріваючого агента через стінку, яка розділяє обидва розчини, або шляхом безпосереднього доторкання речовин. Випарювання шляхом безпосереднього доторкання нагріваючого агента з розчином застосовується лише при обігрівання паливними газами.

Випарювання ведуть як під атмосферним, так і під зниженим або підвищеним тиском.

При випарюванні розчину під атмосферним тиском утворена так звана вторинна пара випускається в атмосферу. Такий засіб випаровування являється найбільш простим.

При випарювання під зниженим тиском в апараті створюється вакуум шляхом конденсації вторинної пари в спеціальному конденсаторі та відсмоктуванні з нього газів, які не конденсуються, за допомогою вакуум-насосу.

При випарюванні під підвищеним тиском вторинна пара може бути використана як нагріваючий агент в підігрівачах, для опалення і т.д., а також для різних технологічних потреб.

Установки, які складаються з одиночного апарату, вторинна пара із якого не використовуються або використовується поза апарату, називається однокорпусними випарними установками.

Більшим розповсюдженням користуються багатокорпусні випарні установки, які включають декілька з’єднаних один з одним апаратів (корпусів), які працюють під тиском, що знижується за напрямом від першого корпусу до останнього. В таких установках можна застосовувати вторинну пару, що виникає в кожному попередньому корпусі, для обігрівання наступного корпусу.

Температура кипіння розчинів

Тиск пари розчинника над розчином завжди нижче, ніж тиск над чистим розчином. Внаслідок цього температура кипіння розчину вище температури кипіння чистого розчинника при цьому тиску.

Різниця між температурами кипіння розчину (t) і чистого розчинника (Θ) називають температурною депресією:

Δ' = t – Θ

Температурна депресія залежить від властивостей розчиненої речовини і розчинника; вона підвищується зі збільшенням концентрації розчину і тиску.

Підвищення температури кипіння розчину визначається не лише температурною депресією, а й також гідростатичною і гідравлічною депресіями.

1. Гідростатична депресія Δ" викликається тим, що нижні шари рідини в апараті закипають при більш високій температурі, ніж верхні (внаслідок гідростатичного тиску верхніх шарів). З підвищенням рівня рідини в апараті гідростатична депресія збільшується. В середньому вона складає 1-3°C.

2. Гідравлічна депресія Δ"' враховує збільшення тиску в апараті внаслідок гідравлічних втрат при проходженні вторинної пари через ловушку і вихідний трубопровід. При розрахунках Δ"' принімають за 1°C. Депресія викликає втрату температурного напору, внаслідок чого її називають температурною втратою.

Повна депресія Δ дорівнює сумі температурної, гідростатичної і гідравлічної депресій.

Δ = Δ' + Δ" + Δ"'

Температура кипіння розчину t визначається в залежності від температури насичення вторинної пари Θ, за формулою:

t = Θ + Δ

Контрольні запитання

1. Що називають випарюванням? Що називають кристалізацією?

2. Як проводять випарювання?

3. Під яким тиском ведуть випарювання?

4. Що називають вторинною парою?

5. Як проводять випарювання під зниженням та підвищеним тиском?

6. Що називають температурною депресією? Що таке гідростатична та гідравлічна депресії?

7. Як визначають повну депресію?