Випарний апарат з вимушеною циркуляцією

П ризначення. Для випарювання розчинів що кристалізуються та утво-рюють накип.

Принцип дії. Апарат має виносну нагрівальну камеру 1, сепаратор 2 і цирку-ляційну трубу 3, що не обігрівається, в яку подається вихідний розчин. Циркуляція розчину проводиться насосом 4.

Випарний апарат з вимушеною циркуляцією: 1 – нагрівальна камера; 2 – сепа-ратор; 3 – циркуляційна труба; 4 – циркуляційний насос.

При великій швидкості руху розчину що випарюється кипіння його проходить на короткій ділянці перед виходом із кип’ятильних труб. Таким чином, зона кипіння виявляється переміщеною в саму верхню частину нагрівальної камери. На більшій частині довжини труб рідина лише трохи перегрівається. Це поясню-ється тим, що тиск внизу труби більше тиску поблизу її верхнього краю на величину гідростатичного тиску стовпа рідини і гідравлічного опору труби.

Переваги. Значна швидкість цирку-ляції протидіє утворенню накипу та кристалізації. Швидкість циркуляції не залежить від рівня рідини в трубах, а також від інтенсивності пароутворення.

Недоліки. Складність конструкції. Відносно висока собівартість.

Випарний прямоточний апарат з плівкою що підіймається

Призначення. Випарювання мало-в’язких розчинів, в тому числі розчинів що піняться і є чутливими до високих температур.

Принцип дії. Апарат складається з нагрівальної камери 1, що являє собою пучок труб невеликого діаметра (15-25 мм) довжиною 7-9 м, і сепаратора 2.

Розчин на випарювання подається знизу в труби нагрівальної камери, між трубний простір якої обігрівається граючою парою. На рівні, що зазвичай відповідає 20-25% висоти труб, настає інтенсивне кипіння. Бульбашки вторинної пари зливаються в пару, що швидко здіймається по трубам, і за рахунок поверхневого тертя захоплюють за собою розчин.

Переваги. Випарювання проходить в тонкому шарі. рух вторинної пари в центральній частині труб призводить до різкого зниження температурних втрат, обумовлених температурною депресією.

Випарний прямоточний апарат з плівкою що підіймається: 1 – нагрівальна камера; 2 – сепаратор; 3 – відбійник; 4 – бризкоуловлювач.

Недоліки. Чутливість апаратів до зміни позірного рівня розчину в кип’ятильних трубах. Якщо рівень розчину вищий – на більшій частині довжини труб розчин лише нагрівається; зменшується висота зони кипіння, що призводить до зменшення середньої величини коефіцієнта тепловіддачі. Якщо рівень розчину нижчий – верхня частина труб не омивається рідиною і практично не приймає участі в теплообміні. Ця частина труб при випаровуванні на ній крапель розчину покривається шаром накипу. Для вертикальних прямоточних апаратів необхідні високі виробничі приміщення. неможливе випарювання розчинів що кристалізуються через можливість забиття трубок кристалами.

Роторний прямоточний випарний апарат

Призначення. Для випарювання нестійких до підвищених температур в’язких і пастоподібних розчинів.

Принцип дії. Всередині циліндричного корпусу 1 апарата, забезп-еченого паровими рубашками 2, обертається ротор 3, що складається з вертикального вала (розміщеного по вісі апарата) і шарнірно закріплених на ньому скребків 4.

Роторний прямоточний випарний апарат: 1 – корпус; 2 – парова рубашка; 3 – ротор; 4 – скребки.

Розчин для випарювання подається в апарат зверху, захоплюється скребками що обертаються, під дією відцентрових сил відкидається до стінок апарата і пере-міщується по їх внутрішній поверхні у вигляді плівки, що рухається в турбулентному режимі. Поступово проходить повне випаровування плівки, і на стінках утворюється тонкий шар порошку або пасти, який знімається скребками, що обертаються (зазор між зовнішньою кромкою скребків і стінкою апарата складає менше 1 мм). Твердий або пастоподібний продукт видаляється крізь спеціальний секторний затвор із дна апарата (на рисунку не зображено).

Переваги. Досягається інтенсивний теплообмін при невеликому унесенні рідини вторинною парою.

Недоліки. Складність виготовлення. Відносно висока собівартість експлуатації (наявність ротора).