Классификация выпарных установок.

I. По выбору давления:

Под разрежением. При выпаривании под вакуумом, последний создается в аппарате путем конденсации вторичного пара в конденсаторе и отсасывании из него неконденсирующихся газов с помощью вакуум-насоса. Такой подход позволяет увеличить движущую силу теплопередачи (разность температур между греющим паром и раствором) и, как следствие, уменьшить площадь поверхности нагрева выпарного аппарата и тем самым его материалоемкость. Кроме того, выпаривание под вакуумом позволяет проводить процесс при более низких температурах. Однако применение вакуума вызывает удорожание выпарной установки, в связи с дополнительными затратами на устройства для его создания (конденсаторы, ловушки, вакуум-насосы), и увеличение эксплуатационных расходов.

Под атмосферным давлением. При выпаривании под атмосферным давлением, образующийся вторичный пар не используется и обычно сбрасывается в атмосферу. Такой способ выпаривания наиболее прост, но наименее экономичен.

Под повышенным давлением. При выпаривании под избыточным давлениемвторичный пар может быть использован как теплоноситель в подогревателях, для отопления теплиц и других внутризаводских нужд. Однако такой метод выпаривания связан с повышением температуры кипения раствора. Поэтому его применение в химической промышленности ограничено свойствами растворов, которые должны быть термически стойкими.

II. По числу корпусов:

1.Однокорпусные – установка состоит из одного аппарата, в котором в виде греющего агента выступает первичный пар, вторичный пар образуется при выпаривании кипящего раствора.

2. Многокорпусные - установка состоит из нескольких выпарных аппаратов, в которых вторичный пар каждого предыдущего корпуса направляется в качестве греющего в последующий корпус, первичным паром обогревается только первый корпус.

III. По относительному движению греющего пара и выпариваемого раствора:

1. Прямоточные – для растворов, обладающих высокой температурной депрессией.

2. Противоточные – для растворов с быстрорастущей вязкостью при повышении их концентрации, с самостоятельным питанием корпусов, со смешанным питанием корпусов.

IV. По наличию отборов вторичного пара из аппаратов:

1. Без отбора вторичного пара.

2. С отбором пара на подогрев раствора в самой установке или для отпуска вторичного – экстра-пара постороннему потребителю.

Выпаривание с использованием тепловых насосов (компрессоров, эжекторов),которые служат для увеличения давления и температурывторичного пара, что позволяет использовать его повторно в качестве греющего пара в том же аппарате. Такие установки нашли применение для выпаривания растворов с низкой температурной депрессией (обессоливание морской воды, концентрирование фруктовых соков и т.д.).

Классификация выпарных аппаратов.

I. По расположению поверхности нагрева:вертикальные,горизонтальные,наклонные.

II. По конфигурации поверхности нагрева: рубашечные, кольцевые,змеевиковые, трубчатые, ребристые.

III. По режиму циркуляции:с естественной и принудительной циркуляцией.

IV. По способу обогрева:с паровым,газовым и электрическим обогревом.

В химических отраслях широко используют однократное выпаривание, осуществляемое периодически или непрерывно в однокорпусных выпарных аппаратах, и многократное, проводимое непрерывно в многокорпусных выпарных установках, составленных из нескольких выпарных аппаратов.

Однокорпусная выпарная установка предназначена для однократного непрерывного выпаривания и применяется в малотоннажных производствах. Вторичный пар, образующийся при выпаривании в этих установках, не используется, а конденсируется в конденсаторе.

Выпарной аппарат (рис. 1.6) состоит из греющей камеры 1, пространство которой ограничено стенками аппарата и межтрубными решетками. В пространство греющей камеры подается насыщенный водяной пар IV, а конденсат V отводится из ее нижней части. Выпариваемый раствор, поднимаясь снизу вверх по кипятильным трубкам, нагревается и кипит с образованием вторичного пара. Часть жидкости опускается по центральной трубе 2 в нижнюю часть греющей камеры и направляется обратно в кипятильные трубки. Таким образом, происходит непрерывная циркуляция по замкнутому контуру вследствие разности плотностей раствора в центральной трубе и парожидкостной эмульсии в кипятильных трубках. Упаренный раствор II удаляется через патрубок, расположенный в днище аппарата.

Свежий раствор I подаётся над верхней трубной решеткой. Вторичный пар III заполняет надрастворный объём сепаратора 3, откуда отводится сквозь ловушку 4, задерживающую брызги и капельки жидкости, через верхний патрубок в конденсатор.

В однокорпусной выпарной установке расход греющего пара составляет более 1 кг на 1 кг испаренной воды. Экономичность процесса может быть повышена только за счет рационального использования вторичного пара, как это происходит, например, в многокорпусных выпарных установках.