Выпарные аппараты
19) Выпарной аппарат с центральной циркуляционной трубой.
Он относится к рекуперативным теплообменным аппаратам. Для них существенным является наличие стенки из теплопроводного материала, разделяющей потоки теплоносителей. Эта стенка служит поверхностью теплообмена, через которую теплоносители обмениваются теплом.
Различают выпарные аппараты с естественной и искусственной циркуляцией раствора, а также плёночные выпарные аппараты.
Простейшим аппаратом с естественной циркуляцией раствора является выпарной аппарат с центральной циркуляционной трубой. Он изображён на рис.10.15. В нижней части аппарата размещена греющая камера. В кипятильных трубах 2 греющей камеры происходит выпаривание раствора. Снаружи кипятильные трубы обогреваются паром. По оси греющей камеры расположена циркуляционная труба 3 значительно большего диаметра, чем кипятильные трубы. В результате выпаривания раствора в кипятильных трубах образуется парожидкостная эмульсия, плотность которой значительно меньше плотности раствора.
Плотность парожидкостной эмульсии в циркуляционной трубе больше плотности эмульсии в греющих трубах; вследствие этого в аппарате происходит упорядоченное движение (естественная циркуляция) кипящего раствора: в циркуляционной трубе сверху вниз, в кипятильных трубах – снизу вверх.
При циркуляции раствора возрастают значения коэффициентов теплоотдачи от кипящего раствора к стенкам кипятильных труб. Кроме того циркуляция предотвращает образование накипи на поверхности труб. Отделение капель раствора от образующегося при выпаривании вторичного пара происходит в сепараторе 4 и при движении пара через систему отстойников 5.
Выпарной аппарат с центральной циркуляционной трубой : 1 корпус; 2 кипятильные трубы; 3 циркуляционная труба;
4 сепаратор; 5 отбойники; I –исходный раствор; II- упаренный раствор; III- греющий пар; IV- конденсат; V- вторичный пар
1-температура греющего пара (перегретого)
2-температура насыщенного греющего пара
3-температура конденсата
4-температура кипения раствора в нижней части трубы
6-темпетатура кипенная р-ра в верхней части трубок
7-температура кипения растворителя в сепарационной камере
8-температура вторичного пара
∆г – температурные гидравлические потери, потери за счет наличия сопротивлений
∆д – физико-химическая или температурная депрессия
5-температура кипения раствора в середине греющих трубок
∆п – гидростатические температурные потери
∆tобщ=tг.п. – tв.п. ∆tпол=∆tобщ - Σ∆ Σ∆= ∆г+∆д+ ∆п ∆tпол= tг.п. –tк.р.*lтр/2
20) Выпарной аппарат с выносной греющей камерой.
Аппараты, предназначенные для проведения тепловых процессов, называются теплообменными. Данный аппарат относится к рекуперативным теплообменным аппаратам, т.е теплоносители разделены стенкой и тепло передается от одного теплоносителя к другому через эту стенку, также это аппарат с естественной циркуляцией раствора.
1-корпус,
2-кожух греющей камеры, 3-кипятильные
трубы, 4-труба для ввода пара в греющую
камеру. I-
исходный раствор, II-упаренный
раствор, III-греющий
пар, IV-конденсат,
V-вторичный
пар.
В нем созданы благоприятные условия для естественной циркуляции кипящего раствора. Греющую камеру в таких аппаратах устанавливают на кронштейнах 5 и вынимают из аппарата для чистки и ремонта. Греющий пар подают в межтрубное пространство греющей камеры по трубе 4. Между корпусом аппарата 1 и кожухом 2 греющей камеры образовано кольцевое пространство, которое при работе заполнено раствором. Нагревание и выпаривание раствора в кольцевом пространстве происходит только со стороны кожуха греющей камеры, поэтому доля пара незначительна. В аппарате создается интенсивная естественная циркуляция раствора, в кипятильных трубах снизу вверх, а в кольцевом пространстве сверху вниз.