3.3.4 Роторно-пленочные выпарные аппараты

Применяют для концентрирования растворов, а также суспензий. Роторно-пленочный аппарат представляет собой цилиндрический или конический корпус с обогреваемой рубашкой (рисунок 3.19). Внутри корпуса вращается ротор, распределяющий раствор по цилиндрической поверхности корпуса в виде пленки, а в некоторых случаях - в виде струй и капель. Высота аппаратов достигает 12,5 м при диаметре 10 м, площадь по­верхности теплообмена от 0,8 до16 м².

1 – привод; 2 – уплотнение; 3 – ротор; 4 – флажок; 5 – корпус;

6 – рубашка

Рисунок 3.19 – Роторно-пленочный выпарной аппарат

Роторно-пленочные аппа­раты бывают с жестким или раз­мазывающим ротором. Жесткий ротор изготавливается пусто­телым с лопастями. Зазор между лопастью и стенкой аппарата сос­тавляет от 0,4 до 1,5 мм. Исход­ный продукт подается в верхнюю часть аппарата и лопастями рас­пределяется по цилиндрической стенке в виде пленки. Окружная скорость лопастей достигает 12 м/с. При работе под вакуумом (при давлении до 100 Па) вал ротора уплотняется специальным торцевым уплотнением. Нижний подшипник смазывается перера­батываемым материалом. Прин­ципиальное отличие испарителя с размазывающим ротором зак­лючается в применении ротора с шарнирно закрепленными на валу флажками. При вращении ротора флажки прижимаются центробежной силой к внутренней поверхности корпуса и размазывают по ней продукт в виде пленки. Такие аппараты применяются также для проведения совмещенного процесса концентрирования и сушки. Диаметр аппаратов достигает 1 м, площадь от 0,8 до 12 м² , окружная скорость вращения ротора с флажками 5 м/с.

Конструкция аппаратов позволяет, благодаря осевому перемещению ротора, регулировать толщину пленки и тем самым скорость процесса.

Роторно-пленочные аппараты имеют более высокие коэффициенты теплопередачи, чем аппараты с падающей пленкой, они достигают значений равных 2300…2700 Вт/(м²·град), в то время как в аппаратах с падающей пленкой – 1500…1600 Вт/(м²·град).

3.3.5 Барботажные выпарные аппараты с погружными

горелками

Для выпаривания таких агрессивных жидкостей, как серная, фосфорная, хлороводородная кислоты, сульфаты и хлориды некоторых металлов и др., наиболее эффективным способом оказался барботаж дымовых газов с помощью погружных горелок 2, работающих на газообразном или жидком топливе (рисунки 3.20 и 3.21). В этом методе выпаривания создаются хорошие условия для тепломассообмена между дымовыми газами и жидкостью, так как дымовые газы при барботаже в растворы распыляются в виде пузырьков, образуя газожидкостную смесь, обладающую большой межфазной поверхностью.

Интенсивное испарение раствора обеспечивается насыщением газовых пузырьков водяным паром.

Большим достоинством барботажных аппаратов является возможность изготавливать их из обычной углеродистой стали, однако их приходится футеровать самыми разнообразными антикоррозионными материалами: керамикой, графитом, резиной, пластмассами и др.

1 – форсунка; 2 – погружная горелка; 3 – корпус выпарного аппарата

Рисунок 3.20 – Барботажный выпарной аппарат с погружной горелкой

1 – корпус; 2 – погружная горелка; 3 – переливная труба;

4 – сепаратор

Рисунок 3.21 – Выпарной аппарат с погружной горелкой