![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Раздел 5 тепловые процессы и аппараты химической технологии
- •5.2.1 Основное уравнение теплопередачи
- •5.5.1 Подвод теплоты
- •5.5.2 Отвод теплоты
- •5.6 Общие сведения и область применения выпаривания, способы выпаривания
- •5.7 Устройство и работа выпарного аппарата
- •5.9 Определение поверхности теплопередачи выпарного аппарата
- •5.11 Материальный баланс многокорпусной выпарной установки
- •5.12.1 Распределение суммарной полезной разности температур при условии равенства поверхностей нагрева корпусов
- •5.13 Выбор числа корпусов
- •3 Барботажные выпарные аппараты
5.7 Устройство и работа выпарного аппарата
Рассмотрим конструкцию непрерывно действующего выпарного аппарата на примере аппарата с естественной циркуляцией раствора и внутренней центральной циркуляционной трубой (рисунок 5.18).
А
ппарат
содержит сепарационную камеру 1 и
кипятильную камеру 2. В кипятильной
камере 2 имеются кипятильные трубы 3 и
центральная циркуляционная труба 4,
закрепленные в трубных решетках 7. Для
удаления упаренного раствора имеется
коническое или сферическое днище 5. В
сепарационной камере 1 имеется
каплеотбойник или брызгоуловитель 6.
Рисунок
5.18 - Схема однокорпусной выпарной
установки
Обозначим
- массовый расход
исходного раствора, кг/ч,
- начальная
концентрация растворенного вещества
в растворе,
- температура
исходного раствора ,
- массовый расход
упаренного раствора, кг/ч,
- концентрация
растворенного вещества в упаренном
растворе,
- температура
упаренного раствора ,
,
- массовый расход
греющего пара, кг/ч,
- удельная энтальпия
греющего пара, кДж/кг,
- массовый расход
вторичного пара, кг/ч,
- удельная энтальпия
вторичного пара, кДж/кг,
- температура
конденсата,
.
5.8 Материальный и тепловой балансы
Материальный баланс процесса выпаривания по внешним потокам выражается уравнением:
.
(5.42)
По уравнению (5.42) определяют производительность аппарата:
По растворенному веществу
.
(5.43)
По выпариваемой воде
(5.44)
Тепловой баланс выражается следующим уравнением
.
(5.45)
Приход:
с греющим паром
;
с исходным раствором
.
Расход:
с упаренным раствором
;
со вторичным паром
;
с конденсатом
;
потери тепла в окружающую среду ;
тепло концентр.
- тепловой эффект концентрирования раствора. Он равен разности интегральных теплот растворения исходного и концентрированного растворов, взятой с обратным знаком.
,
(5.46)
где
- удельная теплоемкость исходного,
упаренного растворов и конденсата.
Запишем частное уравнение теплового баланса по раствору в предположении, что исходный раствор нагрет до .
;
(5.47)
;
(5.48)
,
(5.49)
где
- тепло греющего пара;
- тепло, необходимое
для нагрева сырья от
до
;
- тепло, необходимое
для испарения летучего растворителя;
= 4-5% от
;
.
,
кг/ч. (5.50)
Если на выпаривание
подается водный раствор, то
.
При
.
Для получения 1 кг
вторичного пара требуется 1 кг греющего
пара. В действительности с учетом потерь
тепла
.