2.3.9. Адіабатні випарні установки
Випарювання
води із розчинів мінеральних солей
часто ведуть в установках адіабатного
випарювання. Концентрування розчину в
цих установках відбувається внаслідок
випарювання попередньо нагрітої рідини
, яка подається в камеру миттєвого
випарювання, тиск в якій нижче тиску
насичення, відповідного температурі
рідини, яка потрапляє в камеру
.
На рис. 2.49
показані схеми одноступінчатої і
багатоступінчастої адіабатних випарних
установок.
Виробність одноступінчатої адіабатної випарної установки
. (31)
Рис. 2.49. Схеми адіабатних випарних установок:
а – одноступінчатої; б – багатоступінчастої; в – з контактним головним підігрівачем: 1 – головний підігрівач; 2 – випарювач; 3 – конденсатор; 4 – піддон; 5 – нагнітач.
Питома
витрата гріючого пара в головному
підігрівачі можна визначити по формулі
(32)
У
багатоступінчастій адіабатній випарній
установці питома витрата пара суттєво
знижається і може бути визначений по
співвідношенню
. (33)
В цих
формулах W
– виробність установки; G,D
– витрати рідини і гріючого пара через
головний підігрівач; с – питома
теплоємність розчину;
- температура розчину на вході в камеру
випарювання;
- температура розчину в камері випарювання;
і
- теплота випарювання пара в головному
підігрівачі і в ступінях випарювання;
- температурна депресія;
- недогрів рідини в конденсаторі; n
– число ступіней випарювання.
В адіабатних випарних установках підігрів розчину здійснюється в конденсаторі і головному підігрівачі, а випарювання – в камері. Тому відкладення солей на поверхнях нагріву незначне. Установки адіабатного випарювання застосовують для опріснення морської води.
Розчини,
які вміщують сульфат кальцію
,
з підвищенням температури в конденсаторі
і головному рекуперативному підігрівачі
виділяють на поверхні нагріву кристали,
які знижують інтенсивність теплообміну.
Застосування конденсатних теплообмінників
у якості головних підігрівачів підвищує
економічність адіабатних випарних
установок (рис. 2.51). Гріючим теплоносієм
в контактному головному підігрівачі
можуть бути гарячі гази, продукти
згоряння палива в топках і печах, пар
випарювального охолодження печей.
2.3.10. Випарні установки з контактними нагрівачами
Концентрацією упарювальних розчинів можна значно підвисити в установках без розділяючої поверхні теплообміну. Схема одноступінчастої випарної установки з контактним апаратом представлена на рис. 2.50.
Найбільше розповсюдження для контактних випарних установок отримали нагрівачі типу газ – рідина. Принципові схеми деяких типів контактних апаратів для нагріву розчину приведені на рис. 2.51.
Основним недоліком одноступінчастих контактних випарних установок являється велика питома витрата теплоти на випарювання води, якщо не використовувати теплоту парогазової суміші.
Більш ефективними установками для випарювання мінералізованих вод являється багатоступінчасті адіабатні випарні установки з теплоносієм у вигляді гарячого повітря, продуктів згоряння і інших газових сумішей. В таких установках в контактному теплообміннику типу газ – рідина розчин нагрівається, а в багатоступінчастому апараті – випарювачі здійснюється випарювання води. Пари, які утворюються, конденсуються на поверхні труб, які охолоджуються концентрованим розчином чи іншою рідиною (рис. 2.52). Сконцентрований в ступінях адіабатного випарювання розчин направляється на обезвожування в топку.
Рис. 2.50. Схема одноступінчастої контактної випарної установки:
1 – контактний теплообмінник; 2 – нагнітач.
Рис. 2.51. Схеми основних типів контактних теплообмінників газ – рідина:
а – погрузного горіння; б – барботажний; в – тарілчастий; г – насадковий; д – з форсуночним розпилюванням; е – з дисковим розпилюванням; ж – плівковий; з – поличний; и – з плоскопаралельною насадкою; к – з механічною мішалкою; л – центр обіжний з совісними циліндрами; м – вертикальний з центр обіжним вентилятором; 1 – початковий розчин; 2 – концентрований розчин; 3 – теплоносій; 4 – парогазова суміш.
Рис. 2.52. Схема випарювальної установки з контактним апаратом типу газ – рідина:
1 – топка; 2 – конденсат ний апарат; 3 – ступіні випарювання; 4 – нагнітач для розчину.