1.6 Выбор схемы процесса выпаривания

В современных выпарных установках выпариваются очень большие количества воды. Доказано, что в однокорпусном аппарате на выпаривание одного килограмма воды требуется 1 кг греющего пара.Однако расход пара на выпаривание можно достаточно снизить если выпаривание проводить в многокорпусной выпарной установки. Принцип действия её сводиться к многократному использованию тепла греющего пара,поступающего в первый корпус с установки ,путём обогрева каждого последующего корпуса (кроме первого) вторичным паром из предыдущего корпуса.

Схема состоим из двух корпусной вакуум – выпарной установки, работающей при прямоточном движении греющего пара из раствора, показаны на рисунке 2

Установка состоит из двух корпусов

Исходный разбавленный раствор из промежуточной емкости 1,центробежным насосом 8 подается в теплообменник 3(где подогревается до температуры близкой к температуре кипения),а затем в первый корпус 4 выпарной установки.

Предварительное подогревание раствора повышает интенсивность кипения в выпарном аппарате.

Первый корпус обогревается свежим водяным паром. Вторичный пар образуется при концентрировании раствора в первом корпусе, направляется в качестве греющего пара во второй корпус. Сюда же поступает сконцентрированный раствор из первого корпуса .

Самопроизвольный переток раствора и вторичного пара в последующие корпуса возможен благодаря общему перепаду давлений, возникающему в результате создания конденсации вторичного пара последнего корпуса – в барометрическом конденсаторе смешения 5( где заданное давление поддерживается подачей охлаждающей воды и отсосом неконденсирующихся газом вакуум насосом ). Смесь охлаждающей воды и конденсата выводиться из конденсата при помощи барометрической трубы. Образующийся во втором корпусе концентрированный раствор центробежным насосом 8,подаёться в промежуточную ёмкость упаренного раствора 7.

Конденсат греющих паров выводиться с помощью конденсатоотводчиков.

1.7 Технологическая схема

1 – емкость исходного раствора; 2, 8 – центробежные насосы; 3 – теплообменник-подогреватель; 4 – выпарная установка; 5 – барометрический конденсатор; 6 – гидрозатвор; 7 – емкость упаренного раствора; 9 – конденсатоотводчик

Рисунок 2 – Технологическая схема двухкорпусной выпарной установки

1.8.Условные обозначения

F – поверхность теплопередачи;

Q – тепловая нагрузка;

К – коэффициент теплопередачи;

∆t_п – полезная разность температур;

W – производительность;

х₁– концентрация раствора в корпусе;

∆Р_об – Общий перепад давлений;

Р_г– давления греющего пара в корпусе;

Р_бк– давление пара в барометрическом конденсаторе;

t_г1– температура паров;

I₁– энтальпия;

∆^’ – температурная депрессия;

∆^’’ – гидростатическая депрессия;

∆^’’’ – гидродинамическая депрессия;

t_вп1– температура вторичного пара;

Р_вп1 - давление вторичного пара;

Р_ср – давление в среднем слое кипящего раствора;

Н – выслта кипятильных труб;

ρ – плотность кипящего раствора;

ε – паронаполнение;

q – удельная тепловая нагрузка;

F_ор – ориентировочная поверхность теплопередачи;

r₁ – теплота парообразования вторичного пара;

t_1ср– температура кипения;

r_вп1– теплота испарения растворителя;

Т – температура паров в среднем слое кипятильных труб;

∆^’_атм – температурная депрессия при атмосферном давлении;

t_к– температура кипения раствора;

М – производительность циркуляционного насоса;

υ – скорость расвора в трубках;

S – сечение потока в аппарате;

d_вн – внутренний диаметр труб;

∆t_перj – перегрев в j-м аппарате;

с_н, с₁- теплоёмкости растворов;

G_сух – производительность аппаратов по сухому MgCl2;

К – коэффициент теплопередачи;

α₁ – коэффициент теплоотдачи;

r₁ – теплота конденсации греющего пара;

λ – теплопроводность;

μ – вязкость;

∆t_ст – перепад температур на стенке;