2.6. Выпарка
Выпариванием отделяются от раствора нежелательные примеси, при условии, что растворимость их меньше растворимости основного компонента. Эта операция производится при отделении NaCl от NaOH в производстве хлора и щелочи, а также отделении NaCl от MgCl2 при получении магния электролизом расплава.
Выпарные аппараты условно делятся на аппараты с внутренней и вынесенной греющими камерами, с естественной и принудительной циркуляцией. Греющие камеры состоят из большого числа трубок, расположенных вертикально. В межтрубное пространство подается греющий пар. Над греющей камерой поддерживается столб жидкости, подавляющий кипение раствора в трубках. Кипение происходит в верхней части аппарата. Вторичный или соковый пар (пар, образовавшийся при кипении раствора) отводится по штуцеру в крышке аппарата через сепаратор. Сепаратор предназначен для отделения мельчайших брызг жидкости, образующихся при кипении раствора. Количество тепла, необходимое для выпаривания, включает не только тепло, затрачиваемое на испарение воды (скрытая теплота парообразования), но и тепло, затрачиваемое на преодоление связей в растворе, например, между молекулами едкого натра и воды, называемое теплотой концентрирования или теплотой дегидратации.
2.6.1. Выпарные аппараты
Схемы выпарных аппаратов показаны на рис.2.25, А и Б. На рис. 2.25.А показана схема аппарата с внутренней подвесной греющей камерой. Камера размещается в нижней части аппарата на трубе подачи пара, введенной в аппарат через крышку. Кольцевое пространство между цилиндрическими стенками греющей камеры и корпусом аппарата служит циркуляционным каналом, по которому упариваемый раствор опускается вниз и затем идет вверх по трубам греющей камеры. Конденсат из греющей камеры удаляется через нижний штуцер. Соковый пар удаляется через сепаратор (отбойник брызг).
На рис.2.25.Б показана схема аппарата с вынесенной камерой и принудительной циркуляцией под действием насоса. Греющая
Рис. 2.25. Схема выпарных аппаратов.
А - с внутренней греющей камерой,
Б - с вынесенной греющей камерой и принудительной циркуляцией.
1 - корпус, 2 - греющая камера, 3 - греющие трубки, 4 - сепаратор, 5 -брызгоуловитель, 6 - труба подачи пара, 7 - циркуляционная труба, 8 - насос.
поверхность камеры состоит из трубок диаметром 25 - 38 мм. Насос нагнетает раствор в трубки со скоростью 3 м/c. Жидкость, поднимаясь по трубкам, прогревается и начинает кипеть в испарителе в верхней части аппарата. Затем она снова поступает в насос и цикл повторяется. Вторичный пар отводится через брызгоуловитель в верхней части аппарата.
2.7. Сушка
Сушкой называется процесс удаления влаги из твердых или пастообразных материалов. Это позволяет улучшить условия их хранения, транспортирования, повысить механические свойства. В электрохимических производствах сушка применяется при неорганическом синтезе (получение перманганата калия), в производстве аккумуляторов и др. Конструкции сушилок очень разнообразны и классифицируются по способу подвода тепла, виду используемого теплоносителя , по способу организации процесса и т.д.
В данном параграфе описаны конструкции шнековой и тарелочной сушилок, используемых в производстве перманганата. Конструкции сушильных установок при производстве аккумуляторов будут приведены в соответствующем разделе.