Слайд(11 слайд по презентации, переключить на 11 слайд)

Выпарной аппарат с вынесенной греющей камерой и зоной кипения.

Практически этот аппарат мало отличается от выпарного аппарата с вынесенной греющей камерой Циркуляция раствора в аппарате осуществляется по замкну­тому контуру: сепаратор — циркуляционная труба — насос - греющая камера — сепаратор. Кипение раствора происходит не в трубах греющей камеры, а в трубе вскипания при выходе рас­твора в сепаратор. Уровень раствора в аппарате должен поддер­живаться по нижней кромке штуцера входа парожидкостной смеси в сепаратор.

Выпариваемый раствор, поднимаясь по трубам, перегревает­ся и по мере выхода из трубы вскипания в сепаратор закипает. Образовавшаяся парожидкостная смесь направляется в сепаратор, где происходит отделение вторичного пара от жидкой фазы.

Расположение греющей камеры отдельно от сепаратора удоб­но для ремонта и чистки труб, а также дает возможность упари­вания растворов, образующих на греющей поверхности нераст­воримый осадок.

Пленочные выпарные аппараты

используют для упаривания очень вязких и пастообразных растворов. Кроме того, их приме­няют для выпарки чистых некристаллизующихся растворов и растворов, чувствительных к высоким температурам.

В пленочных аппаратах выпариваемый раствор движется вдоль поверхности теплообмена в виде тонкой пленки, что дает возможность осуществлять упаривание при однократном прохо­ждении раствора вдоль поверхности без его циркуляции. В таких аппаратах происходит сниженне потерь полезной разности тем­ператур и повышение коэффициента теплопередачи.

Температурный напор в пленочных испарителях составляет 2—3 градуса, т. е. значительно ниже чем в испарителях с за­полненными жидкостью трубами (5—8 К). Это дает возмож­ность при заданном температурном напоре в установке снизить удельный расход теплоты па выпаривание и увеличить произво­дительность выпарной установки.

По способу организации движения пленки испаряемой жид­кости пленочные выпарные аппараты и испарители делятся на вертикальные с падающей и восходящей пленкой и горизонталь­ные — трубные и роторные.

По принципу действия их разделяют на аппараты с гравита­ционным течением пленки по поверхности нагрева и аппараты с размазыванием раствора по поверхности теплообмена ротор­ными мешалками.

Слайд

Выпарной аппарат пленочного типа с в о с ходящей пленкой и соосной греющей

(отличается наличием длин­ных труб (/ = 5,7 и 9 м), которые за­полняются на 20—25 % их высоты. Раствор поступает в нижнюю часть аппарата и распределяется по труб­кам греющей камеры 1.

При достижении температуры кипе­ния в растворе бурно образуются пу­зырьки, которые, двигаясь вверх, увле­кают за собой раствор, распределяя его тонким слоем по внутренней поверх­ности кипятильных трубок. Следовательно, парожидкостная смесь расслаивается на пленку жидкости около стенок и пар в центре трубок так, что жидкая пленка увлекается вверх трением о струю пару. Испарение жидкости происходит при этом в тон­ком слое, движущемся с большой скоростью (20 м/с). Парожид­костная эмульсия в выходе из верхней части трубок поступает в центробежный сепаратор 2, где происходит отделение жидко­сти от пара. Вторичный пар уходит через верхний штуцер, а кон­центрированный раствор отбирается из нижней части сепа­ратора для производственных целей или отводится в следую­щий корпус.

В таком выпарном аппарате отсутствует циркуляция рас­твора, т. е. каждая частица раствора однократно омывает обо­греваемую поверхность, Поэтому эффективность аппарата зави­сит от уровня раствора. При снижении уровня раствора ниже оптимального жидкость превращается в пар, не достигнув верх­ней части труб, и таким образом уменьшается активная поверх­ность нагрева.

Для достижения высокой производственности выпарного ап­парата с восходящей пленкой необходимо поддерживать опти­мальный уровень раствора в кипятильных трубах, определяемый опытным путем.

Максимальный эффект от процесса кипения раствора в плен­ке достигается большой длиной греющих труб. За счет этого уве­личивается скорость движения парожидкостной эмульсии и уменьшается средняя толщина пленки раствора. Скорость пара, образующегося при кипении пленки, повышается за счет роста его удельного объема; с уменьшением гидростатического давле­ния понижается температура кипения раствора и увеличивается коэффициент теплоотдачи от стенки к пленке.

Выпарные аппараты с восходящей пленкой применяют для выпаривания маловязких и пенящихся растворов, чувствитель­ных к высоким температурам.К недостаткам этих аппаратов от­носятся: возможность температурных деформаций длинных труб с после­дующим изгибом и нарушением плот­ности вальцевых соединений в труб­ных решетках; трудность очистки труб от накипи и необходимость постройки зданий большой высоты.

Слайд

Выпарной аппарат со свободно падающей пленкой. В аппарате с падающей пленкой выпариваемый раствор подается сверху в греющую камеру 1, которая

состоит из пучка труб, заключенного в цилиндрическую обечайку. Верхние и нижние концы труб завальцованы в трубные решетки, приваренные к торцам обечайки. К нижней трубной решетке подсоединена переходная камера со штуцером для соединения с сепаратором 2.

Раствор равномерно распределяется на верхней трубной решетке по стенкам труб и движется вниз под действием сил тяжести вместе с паром. При стекашш пленки исключается и шение.ее сплошности и обнажением некоторой части поверхности нагрева.

Разделение парожидкостной смеси происходят в сепараторе 2, представляющем собой цилиндрический сосуд с коническим днищем и эллиптической верхней крышкой. Брызгоотделитель 3 расположен в верхней части сепаратора. Вторичный пар уходит через штуцер в крышке сепаратора, а упаренный раствор отводится из нижней его части.

Эффективность испарения растворителя зависит от толщины пленки, скорости течения пленки, физико-химических свойств жидкости и температурного перепада между поверхностью и жидкостью.

При пленочном течении жидкости коэффициенты теплопередачи сравнительно высоки. Такие аппараты применяют для упаривания растворов термически нестойких веществ и вязких растворов.

Слайд

Горизонтальный выпарной аппарат с падающейщей пленкой.

Аппараты этого типа применяются в качестве опреснителей.

В горизонтальном цилиндрическом корпусе 2 расположены греющие трубки 1, по которым пропускается греющий пар., выпариваемый раствор поступает в верхнюю часть корпуса с помощью распределителя 3 стекает последовательно по поверхности всех труб в нижнюю часть корпуса, нагреваясь и испаряясь при этом. Вторичный пар отводится через штуцер бо­ковой крышки, а упаренный раствор — через штуцер в нижней части аппарата.

Достоинствами горизонтальных выпарных аппаратов с па­дающей пленкой являются простота конструкции, уменьшение расхода энергии на рециркуляцию жидкости, возможность рас­положения нескольких аппаратов один над другим. К недостат­кам можно отнести трудность равномерного смачивания и на­дежного формирования пленки на всех трубах.

Слайд

Роторный пленочный испаритель.

Для выпарива­ния и дистилляции температуронестойких вязких и пастообраз­ных растворов в химической промышленности применяются ро­торные пленочные аппараты (рис. 7.11). Благодаря малому вре­мени пребывания в зоне нагрева, незначительности количества продукта в этой зоне и снижению температуры кипения, обра­ботка продукта происходит без его разложения и снижения качества.

В роторных испарителях пленка образуется либо при враще­нии корпуса испарителя, либо при вращении испаряемой жидкости.

Внутри цилиндрического корпу­са 1, снабженного паровыми рубаш­ками 3, вращается ротор 4, в кото­ром подвижно на шарнирах закреп­лены лопатки (скребки) 2. Под действием центробежной силы они прижимаются к поверхности тепло­обмена и распределяют по ней ис­ходный продукт в виде турбулентно движущейся тонкой пленки.

При упаривании пленки за счет парового обогрева на поверхности

теплообмена аппарата образуется тонкий слой отложений, ко­торый непрерывно снимается с помощью лопаток.

Обогрев аппарата осуществляется насыщенным водяным па­ром или органическим теплоносителем.

Роторные испарители — непрерывнодействующие аппараты. Их применяют как в виде отдельных установок, так и в виде последней ступени многокорпусной выпарной установки.

Даже при переработке очень вязких продуктов обеспечивает­ся высокая удельная производительность этих аппаратов.

К недостаткам роторных аппаратов относятся сложность в изготовлении и высокая стоимость эксплуатации.

Слайд