ПАХТ гр.ХТПК-71 Таскин В.Б.. Содержание 2 Введение 5 Теоретическая часть 6

• Название: Содержание 2 Введение 5 Теоретическая часть 6
• Дата: 10.11.2021
• Размер: 435.13 Kb.
• Имя файла: ПАХТ гр.ХТПК-71 Таскин В.Б..docx
• Тип: Реферат; #268071
• страница: 3 из 9

1.1 Движущая сила выпаривания, температурные потери, схема передачи тепла в выпарных установках

Движущая сила процессов выпаривания - разность температур



Разность температур между греющим и вторичным паром в выпарном аппарате называют общей или располагаемой разностью температур. Общая разность температур в многокорпусной выпарной установке определяется разностью между температурой Т₁ греющего пара в первом корпусе и температурой Т_к вторичного пара, поступающего из последнего корпуса в конденсатор, т.е.



Полезная разность температур в выпарном аппарате меньше общей разности температур на величину температурных потерь:



где - сумма температурных потерь (потерь температурного напора). Для многокорпусной выпарки общая полезная разность температур равна общей (располагаемой) разности температур за вычетом суммы температурных потерь по всем корпусам установки



Температурные потери при выпаривании обусловлены следующими причинами:

температурной депрессией - уменьшением упругости паров растворителя над раствором по сравнению с упругостью паров чистого растворителя - рассмотренной ранее;

гидростатической депрессией - повышением температуры кипения раствора вследствие гидростатического давления столба жидкости в греющих трубках аппарата;

гидравлической депрессией - понижением давления вторичного пара за счет гидравлических сопротивлений в паропроводах между корпусами многокорпусной выпарной установки.

Гидростатическая депрессия вызывается тем, что давление на жидкость в выпарном аппарате по высоте трубок неодинаково. Это обусловливает различную температуру кипения раствора по всей его высоте. Так, например, если нагревать воду в трубе высотой 10 м, то верхний слой воды закипит при температуре 100°С, а нижний же слой, находящийся под абсолютным давлением 0,2 МПа, - при температуре 120°С.

2 Выбор конструкции аппарата и описание схемы

Различают выпарные аппараты с неорганизованной, или свободной, направленной естественной и принудительной циркуляцией раствора.

Конструкция выпарного аппарата должна удовлетворять ряду общих требований, к числу которых относятся: высокая производительность и интенсивность теплопередачи при возможно меньших объеме аппарата и расходе металла на его изготовление, простота устройства, надежность в эксплуатации, легкость очистки поверхности теплообмена, удобство осмотра, ремонта и замены отдельных частей.

Вместе с тем выбор конструкции и материала выпарного аппарата определяется в каждом конкретном случае физико-химическими свойствами выпариваемого раствора Выпаривание некристаллизующихся растворов большой вязкости, достигающей 1 Па∙с, производят в аппаратах с принудительной циркуляцией, реже – в прямоточных аппаратах с падающей пленкой или в роторных прямоточных аппаратах [3].

Аппараты с принудительной циркуляцией широко применяются также для выпаривания кристаллизующихся или вязких растворов. Подобные растворы могут эффективно выпариваться и в аппаратах с вынесенной зоной кипения, работающих при естественной циркуляции. Эти аппараты при выпаривании кристаллизующихся растворов могут конкурировать с выпарными аппаратами с принудительной циркуляцией.

2.1. Выбор основного аппарата

Исходя из заданных условий, выбираем выпарной аппарат с принудительной циркуляцией и вынесенной греющей камерой.



Рис. 1. Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией, вынесенной греющей камерой:

1 - греющая камера; 2 - сепаратор; 3 - циркуляционный насос; 4- циркуляционная труба

Аппараты данного типа применяют для выпаривания агрессивных и высоковязких растворов, а также растворов, вызывающих инкрустацию поверхности теплообмена, что обуславливает необходимость остановки и вскрытия аппарата для чистки. Аппараты используют, в частности, при выпаривания растворов сахара, сульфатных щелоков, продуктов микробиологического синтеза.

Устройство основных узлов аппарата. Греющая камера в данном случае выполнена в виде обычного кожухотрубного теплообменника. Первичный пар подается в нее через прямоугольные вырезы в цилиндрической обечайке камеры. Исходный раствор (если он нагрет до температуры кипения) вводится в нисходящую ветвь циркуляционного контура через штуцер. Раствор поднимается по кипятильным трубам вверх, превращаясь вследствие подвода к нему тепла от первичного пара в парожидкостную смесь.

Жидкость циркулирует через нагревательную камеру под действием насоса. В камере нагрева жидкость нагревается относительно температуры кипения в сепараторе на величину гидростатического давления. В сепараторе давление жидкости резко снижается, в результате часть жидкости мгновенно испаряется. Поскольку в аппарате поддерживается циркуляция жидкости, скорость потока в трубах и температуру жидкости можно регулировать в соответствии с особенностями продукта независимо от заранее выбранной разности температур [3].

Особенности. Длительный рабочий период – кипение и испарение идет не на греющих поверхностях, а в сепараторе. Поэтому загрязнение нагревательной камеры из-за инкрустаций и осаждения сводится к минимуму. Оптимизация теплообменной поверхности – скорость потока в трубах определяется работой циркуляционного насоса.