7. Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией.

1. Конструкция и принцип действия

Выпаривание - процесс концентрирования растворов путём испарения растворителя.

Циркуляция жидкости производится пропеллерным или центробежным насосом 4. Свежий раствор подается в нижнюю часть кипятильника 1, а упаренный раствор отводится из нижней части сепаратора 2. Уровень жидкости поддерживается несколько ниже верхнего обреза кипятильных труб. Поскольку вся циркуляционная система почти полностью заполнена жидкостью, работа насоса затрачивается не на подъем жидкости, а лишь на преодоление гидравлических сопротивлений. Давление внизу кипятильных труб больше, чем вверху, на величину давления столба жидкости в трубах плюс их гидравлическое сопротивление. Ввиду этого на большей части высоты кипятильных труб жидкость не кипит, а перегревается по сравнению с температурой кипения, соответствующей давлению в сепараторе. Закипание происходит только на небольшом участке верхней части трубы. Количество перекачиваемой насосом жидкости во много раз превышает количество испаряемой воды; поэтому отношение массы жидкости к массе пара в парожидкостной смеси, выходящей из кипятильных труб, очень велико. Аппараты с принудительной циркуляцией применяются для выпаривания растворов повышенной вязкости, когда 0,008 <μ< 0,1 Пас, а также для устранения инкрустаций на поверхности теплообмена при выпаривании кристаллизирующихся растворов за счет увеличения скорости циркуляции до 2..3 м/с. В этих аппаратах скорость раствора должна быть не менее 1,2 м/с и не более 3 м/с. Нижний предел устанавливается началом солевых отложений, верхний - превышением расходов на электроэнергию для перекачки над экономией в затратах на поверхность теплообмена за счет повышенной скорости раствора.

Большинство выпарных аппаратов с принудительной циркуляцией составляют аппараты с выносной греющей камерой. Часто у выпарных аппаратов этого типа греющая камера горизонтальная. Это обычно двухходовой кожухотрубный теплообменный аппарат.

Преимущества: высокий коэффициент теплопередачи, повышенная скорость циркуляции, относительно медленное отложение кристаллов, накипи и загрязнение греющей поверхности (со стороны раствора).

Недостатки: высокая стоимость, дополнительный расход электроэнергии на циркуляционный насос, относительно высокое время пребывание продукта в аппарате.

Области применения: получение кристаллических продуктов, выпаривание агрессивных растворов, выпаривание вязких растворов.

* Каждый типоразмер аппарата имеет условное обозначение: первые три цифры - индекс группы аппаратов в соответствии с классификатором изделий основного производства заводов отрасли; четыре цифры после тире - регистрационный номер технической документации; следующие две цифры после тире основные размеры аппарата; последние две цифры-индекс, учитывающий давление в греющей камере и сепараторе аппарата.

Например: Выпарной аппарат типа II, исполнения 2, группы 122, поверхностью теплообмена 250 м2 работающий при избыточном давлении пара в межтрубном пространстве греющей камеры 3 кгс/см2 и избыточном давлении вторичного пара в сепараторе 2 кгс/см2 обозначается: Выпарной аппарат 122-2857-04-02.