Промышленные способы охлаждения

Охлаждение до обычных температур достигается путем использования широко доступных охлаждающих агентов — воды и воздуха. По сравнению с воздухом вода отличается большой теплоемкостью, более высокими коэффициентами теплоотдачи и позволяет охлаждать до более низких температур.

Применяют речную, озерную, прудовую или артезианскую воду. Часто применяют оборотную воду — отработанную охлаждающую воду теплообменных устройств. Охлаждают ее путем частичного испарения в открытых бассейнах — градирнях, после чего повторно направляют на использование в качестве хладагента.

Температуры охлаждения зависят от начальной температуры воды, а следовательно, и от времени года.

Охлаждение до низких температур часто достигается путем введения льда или холодной воды непосредственно в охлаждаемую жидкость. Кроме того, применяют холодильные агенты, представляющие собой пары низкокипящих жидкостей, сжиженные газы или холодильные рассолы.

Выпаривание.

Выпаривание – процесс концентрирования растворов твердых нелетучих веществ путем удаления летучего растворителя в виде паров. Выпаривание обычно проводится при кипении. Обычно из раствора удаляется только часть растворителя, так как вещество должно оставаться в текучем состоянии.

Существует три метода выпаривания:

• поверхностное выпаривание, которое осуществляется путем нагревания раствора на теплообменной поверхности за счет подвода тепла к раствору через стенку от греющего пара;

• адиабатическое выпаривание, которое происходит путем мгновенного испарения раствора в камере, где давление ниже, чем давление насыщенного пара;

• выпаривание путем контактного испарения, при котором нагревание раствора осуществляется при прямом контакте между движущимся раствором и горячим теплоносителем (газом или жидкостью).

В химической технологии, в основном применяется, первый метод выпаривания. Далее о первом методе.

В качестве теплоносителя в выпарных аппаратах применяется насыщенный водяной пар (греющий или первичный). Выпаривание – типичный теплообменный процесс – перенос теплоты за счет конденсации насыщенного водяного пара и кипения раствора.

В отличии от обычных теплообменников выпарные аппараты состоят из двух основных узлов (рис.4.29):

• греющей камеры или кипятильника,

• сепаратора.

Сепаратор предназначен для улавливания капель раствора из пара, который образуется при кипении. Этот пар называется вторичным или соловым.

рис.4.29 однокамерная выпарная установка.

1-сепаратор, 2-греющая камера,

3-циркуляционная труба, 4-конденсатор, 5-барометрическая труба.

В зависимости от давления вторичного пара различают выпаривание при . Выпаривание при - снижается температура кипения раствора, при -вторичный пар используется в технологических целях. Температура кипения раствора всегда выше температуры кипения чистого растворителя. Например, для насыщенного раствора NaCl (26%) , для воды .

Вторичный пар, отбираемый из выпарной установки для других нужд, называется экстра паром.