Устройство выпарных аппаратов. Роторные тонкопленочные испарители. Выпарные аппараты погружного горения, страница 2

Выпарной аппарат с вынесенной греющей камерой без частичного осветления циркулирующей суспензии, представлен на рис. 26.3. Он состоит из греющей камеры 1, сепаратора 2, каплеотделителя 3, трубы вскипания 4, циркуляционной трубы 5.

Циркуляция раствора в аппарате осуществляется по контуру: сепаратор – циркуляционная труба – греющая камера – сепаратор.

Движущийся по греющим трубкам раствор перегревается в них относительно температуры его кипения в сепараторе и, попадая в трубу вскипания, закипает. Кипение раствора в трубе вскипания происходит в зоне, где давление достигает величины, соответствующей температуре насыщения. Образующаяся в трубе вскипания парорастворная смесь вместе с кристаллами соли поступает в сепаратор, где разделяется на паровую, жидкую и твердую фазу. Вторичный пар проходит через брызгоотделитель, освобождается от капель раствора и выходит из аппарата через штуцер Б. Кристаллы соли вместе с раствором циркулируют по контуру аппарата и выводятся через штуцер Д. Обогрев аппарата осуществляют греющим паром, подаваемым в межтрубное пространство греющей камеры через штуцер А. Образовавшийся конденсат удаляется через штуцер В, а сдувка воздуха из греющей камеры происходит через штуцер Е.

Особо следует рассмотреть способ ввода исходного раствора в аппарат. Исходный раствор в выпарной аппарат может подаваться через штуцеры Г₁, Г₂ или Г₃ в зависимости от режима работы аппарата и температуры раствора. Если температура исходного раствора ниже температуры его кипения в аппарате, то раствор подают в штуцера Г₁ или Г₂ (в зависимости от условий монтажа). Если выше – он поступает через штуцер Г₁. Если в процессе выпаривания из раствора выделяются и отлагаются на стенках сепаратора соли, то часть раствора (до 10%) подают через штуцер Г₃. При этом необходимо помнить, что температура раствора, поступающего через штуцер Г_3, должна быть ниже температуры кипения раствора в сепараторе.

Выпарные аппараты без частичного осветления суспензии имеют следующие основные недостатки: уменьшение скорости циркуляции вследствие увеличения вязкости и плотности при наличии большого количества твердой фазы в контуре (30 – 40 %); закупоривание трубок греющей камеры комками соли. Эти явления приводят к снижению межпромывочного пробега и усложнению промывки из-за необходимости промывать каждую трубку отдельно. По этим причинам применять выпарные аппараты без частичного осветления циркулирующей суспензии для выпаривания солесодержащих растворов на стадии выделения твердой фазы нецелесообразно.

Указанного недостатка лишены выпарные аппараты с частичным осветлением циркулирующей суспензии, показанные на рис. 26.4 (позиции и назначение штуцеров те же, что на рис. 26.3).

В отличие от аппарата, представленного на рис. 26.3, эти аппараты имеют в своем контуре зону отстоя в виде солеотделителя 6. Его наличие обеспечивает частичное отделение твердой фазы от раствора, что позволяет предохранить греющие трубки от попадания комков соли и образования наростов, что предотвращает их закупоривание. Время работы аппаратов с частичным осветлением между промывками значительно превышает время работы аппаратов без осветления раствора. Выпарной аппарат с солеотделителем (рис. 26.4 а), наиболее целесообразно применять для растворов солей аморфной или мелкокристаллической структуры (например, MnSO₄), требующих длительного времени для снятия пересыщения (до 25 с). Для выпаривания солей крупнокристаллической структуры (NaCl., NaCO₃), пересыщение которых можно снять за несколько секунд, целесообразно применять аппараты, представленные на рис. 26.4 б, и 26.4 в.