Устройство выпарных аппаратов. Роторные тонкопленочные испарители. Выпарные аппараты погружного горения, страница 4

Рисунок 26.5 – Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией без
частичного осветления циркулирующей суспензии: 1 – греющая камера; 2 – сепаратор;
 3 – брызгоотделитель; 4 – труба вскипания; 5 – циркуляционная труба; 6 – циркуляционный насос.
Назначение штуцеров аппаратов – см. текст к рис. 26.3

В последнее время для предотвращения закупоривания греющих трубок перед греющей камерой устанавливают решетку. Однако, как показывает практика, при наличии решетки увеличивается сопротивление контура циркуляции, усложняется обслуживание и не обеспечивается полное предотвращение закупоривания греющих трубок. Большое содержание твердой фазы в циркулирующей суспензии приводит к снижению коэффициентов теплопередачи, увеличению расхода электроэнергии на циркуляцию, измельчению кристаллов соли.

В выпарных аппаратах с частичным осветлением раствора (рис. 10.16) закупоривания греющих труб практически не происходит, так как наиболее крупные кристаллы (размером более 160 мм) и комки соли выводятся из контура циркуляции по вертикальному стояку через перфорированную трубу или решетку.

Рисунок 26.6 – Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией и с частичным осветлением
циркулирующей суспензии. Обозначения те же, что на рис. 26.5.
Назаначение штуцеров аппаратов – см. текст к рис. 26.3

Преимуществом выпарных аппаратов с вертикальным стояком-классификатором является то, что в них кристаллы солей, размером меньше выводимых восходящим потоком жидкости, уносятся в коническое днище сепаратора. В зоне конического днища постепенно уменьшается скорость восходящего потока, и кристаллы размером около 160 мкм находятся во взвешенном состоянии. При этом они постоянно контактируют с пересыщенным раствором и выделившимися в зоне трубы вскипания и в сепараторе кристаллами. Вследствие этого в зоне взвешенного слоя интенсивно снимается пересыщение раствора, кристаллы увеличиваются в размере до 160 мкм и более, поступают в солеотделитель и выводятся из аппарата. Мелкие кристаллы (меньше 160 мкм) раствором, подаваемым через штуцер Г₂, уносятся в циркуляционный контур выпарного аппарата. Мелкие кристаллы имеют большую удельную поверхность, вследствие чего они интенсивно снимают пересыщение в циркулирующем растворе, уменьшая при этом инкрустацию поверхностей выпарного аппарата. Кроме того, наличие мелких кристаллов в циркулирующей смеси способствует интенсификации процесса теплоотдачи.

Недостатком конструкций, представленных на рис. 26.6, является расположение уровня раствора в сепараторе ниже уровня ввода в него смеси, что приводит к дополнительному расходу электроэнергии на обеспечение циркуляции смеси.

В выпарных аппаратах с принудительной циркуляцией в качестве циркуляционных применяют осевые одноступенчатые насосы с консольным расположением рабочего колеса. Для исключения дробления кристаллов соли в аппарате и обеспечения более надежной работы сальникового уплотнения, частота вращения рабочего колеса насоса находится в пределах 490 ÷ 550 об/мин. Циркуляционные насосы имеют напор 4 ÷ 8 м при объемной производительности 1000 ÷6000 м³/ч.

26.3. Пленочные выпарные аппараты

Пленочные выпарные аппараты отличаются от аппаратов с циркуляцией раствора тем, что выпаривание в них происходит при однократном прохождении раствора по трубкам греющей камеры в виде тонкой пленки на внутренней поверхности трубок. В центральной части трубок греющей камеры с большой скоростью движется вторичный пар. Такая организация движения потоков приводит к резкому увеличению коэффициентов теплопередачи от стенки к выпариваемому раствору и снижению температурных потерь.

В настоящее время в промышленности применяют пленочные аппараты с поднимающейся и опускающейся пленкой жидкости, устройство которых представлено на рис. 26.7.

Рисунок 26.7 – Пленочные выпарные аппараты:
1 – греющая камера; 2 – сепаратор; 3 – брызгоотделитель. Назаначения штуцеров см. текст к рис. 26.3