Прямоточные (пленочные) аппараты

Принципиальное отличие этих аппаратов от аппаратов с естественной циркуляцией состоит в том, что выпаривание в них происходит при однократном прохождении выпариваемого раствора по трубам нагревательной камеры. Таким образом, выпаривание осуществляется без циркуляции раствора. Кроме того, раствор выпаривается, перемещаясь (на большей части высоты кипятильных труб) в виде тонкой пленки по внутренней поверхности труб. В центральной части труб вдоль их оси движется вторичный пар. Это приводит к резкому снижению температурных потерь обусловленных гидростатической депрессией.

Эти аппараты весьма чувствительны к неравномерной подаче раствора, а чистка длинных труб малого диаметра затруднительна. Поэтому прямоточные (пленочные) аппараты вытесняются вертикальными выпарными аппаратами с циркуляцией раствора [1].

Выпарной аппарат для выпаривания концентрированных растворов

Аппарат состоит из греющей камеры, над которой расположена камера вскипания. В верхней части камеры вскипания размещены концентрические перегородки, образующие кольцевые каналы. Из камеры вскипания парожидкостная смесь поступает в сепаратор, откуда жидкость возвращается в греющую камеру по циркуляционной трубе через приемник для кристаллов. В греющей камере происходит только подогрев раствора, а кипит он в каналах между перегородками. Эти перегородки упорядочивают поток вскипающей жидкости и препятствуют образованию пульсаций и вредных циркуляционных токов в зоне кипения.

В описанном аппарате достигается большая скорость циркуляции (до 3,3 м/с вместо 1-1,5 м/с в обычных аппаратах с естественной циркуляцией). Это наряду с отсутствием кипения в трубах приводит к значительному уменьшению выделений накипи на поверхности теплообмена. Такой аппарат наиболее пригоден для выпаривания концентрированных, кристаллизующихся и вязких растворов [6].

Обоснование выбора аппарата с вынесенной греющей камеры

Задачей конструирования выпарного аппарата является возможно полное удовлетворение трех основных комплексных требований: технологических, конструктивно-эксплуатационных и оптимальных технических и технико-экономических показателей [7].

Требования радиохимического производства: герметичность оборудования, исключающая возможность загрязнения радионуклидами помещений, персонала и окружающей среды; надежность эксплуатации оборудования; возможность при необходимости проводить ремонтные работы в условиях излучения; выполнять сложные и дорогостоящие работы по дезактивации оборудования, коррозионная стойкость. Отсюда, в частности, следует ориентировка на применение аппаратов без движущихся частей, лимитирующих обычно надежность их эксплуатации.

В промышленности наиболее часто применяют вертикальные выпарные аппараты. Их достоинства: компактность, естественная циркуляция (благодаря наличию циркуляционных труб), значительная кратность циркуляции, малая занимаемая площадь, большое паровое пространство, удобство оборудования [5].

Для упаривания достаточно больших количеств (десятки кубических метров в сутки) ВАО применяется выпарной аппарат с организованной циркуляцией за счет подвода тепла в греющей камере, вынесенной за пределы кубовой части аппарата. В таких аппаратах, однако, возможно смешение раствора с чистым греющим паром из-за меньшей сопротивляемости коррозии тонкостенных греющих труб, а также сварных швов трубной доски, разделяющих эти продукты. Аппараты с вынесенной кожухотрубчатой греющей камерой за счет более высоких коэффициентов теплопередачи и компактного расположения греющих труб при габаритных одинаковых размерах имеют большую производительность, чем аппараты с рубашкой.

Сравнительно большая производительность выпарных аппаратов с вынесенной греющей камерой позволяет проводить процесс упаривания в них непрерывно и использовать для очистки соковых паров более эффективные очистные устройства – тарельчатые колонны [2].

Выпарные аппараты с вынесенной греющей камерой облегчают чистку и ремонт аппарата благодаря хорошему доступу к трубкам аппарата. Это является одним из важных преимуществ выпарного аппарата с вынесенной греющей камерой [4].

Благодаря всем этим качествам, для выпаривания первых рафинатов завода РТ, в нашей технологии, будем использовать выпарные аппараты с вынесенной греющей камерой.