Випарні апарати з природною циркуляцією

Типові конструкції випарних апаратів

Конструкції випарних апаратів розвивалися по шляху збільшення поверхні нагрівання та організації процесу циркуляції, від апаратів з відкритою або закритою чашею і паровою оболонкою, апаратів, поверхня нагрівання яких виконувалась у вигляді змійовиків, до апаратів з трубчастою поверхнею нагрівання, яка розміщувалась у закритому циліндричному корпусі вертикально або горизонтально. У більшості різноманітних конструкцій трубчастих випарних апаратів циркуляція розчину природна. Розчини, що випаровувався, входив у труби знизу, вверх по трубі в надтрубний простір піднімалася парорідинна суміш, а у підтрубний простір розчин опускався по циркуляційній трубі. Довжина труб знаходиться у межах 2-4 м. В подальших конструкціях прямотечійних трубчастих апаратів циркуляція відсутня, розчин заходив у труби, проходив через них один раз, випаровувався і виходив з необхідною концентрацією. В деяких конструкціях апаратів розчин заходить у труби зверху і стікає тонкою плівкою по внутрішній поверхні труби, випаровуючись. Такі апарати називаються плівковими, в них циркуляція відсутня. Пара в трубі може рухатись як наверх, так і вниз. Збільшити поверхню нагрівання апаратів можливо через збільшення кількості труб, (при цьому діаметр корпусу апарату повинний не перевищувати 4 м) або за рахунок збільшення довжини труб до 9 м і більше.

Строгої загальноприйнятої класифікація випарних апаратів немає, проте їх можна класифікувати за низкою ознак:

1. За розташуванням поверхні в просторі – горизонтальні, вертикальні, рідше похилі.

2. За видом теплоносія – парові, газові, з електрообігрівом, обігрівом високотемпературними теплоносіями: маслами, водою при високому тиску.

3. За організацією процесу кипіння – у великому об'ємі й у трубах та каналах.

4. За режимом циркуляції – з природною і примусовою циркуляцією.

5. За кратністю циркуляції – з одноразовою і багаторазовою циркуляцією.

6. За поверхнею нагрівання – з паровою оболонкою, змієвикові, з трубчастою поверхнею.

До конструкцій пред'являються такі вимоги: простота, надійність, технологічність виготовлення, монтажу і ремонту, стандартизації вузлів і деталей, дотримання режиму (Р, t, час перебування), високі значення коефіцієнту теплопередачі К. Основними конструктивними елементами випарних апаратів є оболонка сепараційної та гріючої камери, трубні решітки, кип’ятильні труби, еліптичні та конічні кришки та днища, фланцеві з’єднання, патрубки.

Такі апарати випускаються з центральною циркуляційною трубою (рис. 7.1 а), або з двома виносними циркуляційними трубами. Апарат складається з сепараційної камери 1, в нижній частині якої розташовується парова камера 11 з кип'ятильними трубками 2, закріпленими в нижній та верхній трубних плитах 3. Нижня частина корпусу закривається еліптичною або конічною кришкою 8. По осьовій частині парової камери розташована центральна циркуляційна труба 6. Розчин подається на верхню трубну плиту і заповнює днище й нижню частину кип'ятильних труб. У міжтрубний простір подається пара. Під дією різниці температур розчин закипає і парорідинна суміш підіймається по кип'ятильних трубах, а на трубній плиті відбувається відокремлення пари від рідини. Пара, яка називається вторинною, піднімається в простір 7 сепараційної камери, обтікає відбійник 4 і через сепаратор 5 виходить з апарату. Відбійник і сепаратор забезпечують гравітаційно-інерційну сепарацію пари, внаслідок чого краплини рідини відділяються від пари. Рідина поступає в циркуляційну трубу, де вона має дещо меншу температуру, а отже й густину. Природна циркуляція виникає під дією різниці густин рідини в циркуляційній трубі і в кип'ятильних трубах. Швидкість рідини на вході в труби називається швидкістю циркуляції. Для збільшення рушійної сили природної циркуляції циркуляційні труби виконують виносними. Ці труби не обігріваються, тому густина рідини в них ще більша, в результаті чого рушійна сила циркуляції зростає.

Теплота від гріючої пари передається шляхом теплопередачі, яка складається з тепловіддачі при конденсації гріючої пари, переносу теплоти теплопровідністю через стінку труби і тепловіддачі при кипінні рідини в трубах і каналах. Гази, що не конденсуються, виводяться з парової камери трубопроводом з вентилем (пристроєм) 9, оскільки тиску паровій камері більший, ніжу камері вторинної пари. Апарат встановлюють на лапи 10. При випарюванні розчинів, що кристалізуються, в апаратах встановлюють конічні днища. В процесі роботи в кип'ятильних трубах слід підтримувати оптимальний п'єзометричний рівень рідини, оскільки це сприяє збільшенню коефіцієнту тепловіддачі. Упарений розчин видаляється з нижньої частини днища. Величина необхідного згущення забезпечується кратністю циркуляції.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Основи процесу випарювання	\|	Плівкові випарні апарати

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.017 сек.