Б. ВА с естественной циркуляцией

Циркуляции раствора осуществляется за счет различных плотностей в отдельных точках ВА, т.е. в кипятильных трубах и циркуляционной трубе. Для этого необходима разность температур между греющим паром и раствором 7-10°С. Кратность циркуляции составляет 20-30.

 

1) ВА с центральной циркуляционной трубой (рис. 4-2).

 

 

Рис.4-2.Выпарной аппарат с центральной циркуляционной трубой:

1 – греющая камера; 2 – циркуляционная труба; 3 – кипятильные трубки; 4 – сепаратор;

5 – брызгоотделитель

Рис.4-3.Выпарной аппарат с вынесенной зоной кипения:

1 – греющая камера; 2 – брызгоотделитель; 3 – сепаратор; 4 – труба вскипания;

5 – циркуляционная руба

Аппарат имеет соосную греющую камеру 1 из кипятильных трубок 3и обогреваемую паром. Исходный раствор циркулирует по кипятильным трубам снизу вверх и опускается вниз по циркуляционной трубе 2. Наличие сепаратора 4 и брызгоотделителя 5 обеспечивает отделение вторичного пара от уносимых капелек жидкости. Циркуляция происходит за счет разности в кипятильных трубах. ВА компактен, удобен в обслуживании, но затруднительна замена греющей камеры.

2) ВА с соосной греющей камерой (рис. 4-3)

Состоит из греющей камеры 1, сепаратора 3 с отбойником и брызгоотделителем 2 и циркуляционной трубой 5. Различают два исполнения: с кипением раствора в трубах и с высокой зоной кипения.

В первом исполнении раствор, поднимаясь по трубкам греющей камеры, вскипает за счет теплоты греющего пара, поступающего в М.Т.П. Вторичный пар, пройдя сепаратор и брызгоотводитель, выходит из верхней части ВА. Раствор опускается по циркуляционной трубе вниз и поступает в нижнюю часть трубок для дальнейшего упаривания.

Во втором - кипение раствора происходит в трубе вскипания 4, установленной внутри сепаратора под греющей камерой. Кипения в трубах предотвращается за счет гидростатического давления столба жидкости в трубе вскипания, высота которой принята условно – 2м. Циркуляция раствора происходит по контуру: сепаратор – циркуляционная труба – греющая камера – сепаратор. Уровень раствора поддерживается по верхней кромке трубы вскипания. Снижение уровня приводит к потере полезного напора и уменьшению скорости циркуляции, а повышение – вызывает повышенный унос раствора. Такие ВА применяют для выпаривания растворов, образующих на ПТ осадок, удаляемый при промывке.

 

3) ВА с выносной греющей камерой (рис. 4-4)

 

 

Рис.4-4.Выпарной аппарат с вынесенной греющей камерой:

1 – греющая камера; 2 – брызгоуловитель; 3 – сепаратор; 4 – циркуляционная труба

Рис.4-5.Выпарной аппарат с подвесной греющей камерой:

1 – греющая камера; 2 – лазы; 3 – кольцевой трубопровод для промывки аппарата;

4 – труба для ввода греющего пара; 5 - сепаратор

 

Элементы аппарата: греющая камера 1, сепаратор 3 с брызгоотделителем 2 и циркуляционная труба 4, присоединенная к нижней растворной камере. Выпариваемый раствор поднимается по трубам, нагревается и вскипает, образовавшаяся парожидкостная смесь направляется в сепаратор, разделяя жидкую и паровую фазы; высота парового пространства влияет на сепарацию из пара капелек жидкости, выбрасываемых из кипятильных труб и поднимающихся по инерции на определенную высоту.

Поскольку циркуляционная труба не обогревается, создаются условия для интенсивной циркуляции раствора. Плотность раствора в выносной циркуляционной трубе больше, чем в трубах греющей камеры, что обеспечивает высокую скорость циркуляции и препятствует образованию отложений на поверхности нагрева.

4) ВА с подвижной греющей камерой (рис. 4-5)

Аппараты применяются для упаривания кристаллизующих, агрессивных и умеренно вязких растворов.

В греющую камеру 1 пар подводится через трубу 4. роль циркуляционной трубы выполняет кольцевой зазор между кожухом аппарата и греющей камерой.

Аппараты изготавливают с F=100-400м³ и длиной греющих труб от 1520до 3190мм. Достоинство аппарата – повышенный КТП за счет хорошего охлаждения раствора в кольцевом канале (со стороны корпуса) и легкость выемки греющей камеры из аппарата для чистки, ремонта или замены.

5) ВА с усиленной естественной циркуляцией (рис. 4-6)

 

 

Рис.4-6.Выпарной аппарат с усиленной естественной циркуляцией:

1 – корпус; 2 – концентрические перегородки; 3 – сепаратор; 4 – циркуляционная труба;

5 – трубы; 6 – камера для осаждения кристаллов; 7 – трубные решётки

Рис.4-7.Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией и соосной греющей камерой:

1 – греющая камера; 2 – брызгоотделитель; 3 – сепаратор; 4 – циркуляционная труба;

5 – циркуляционный насос

 

Применяются для упаривания вязких и кристаллизующих растворов.

Интенсификация работы ВА происходит за счет установки направляющих перегородок и переноса процесса кипения в сепаратор.

ВА состоит из корпуса 1, трубных решеток 7, в которых развальцованы трубы 5. Над ними на высоте 3-4м установлены концентрические перегородки 2, образующие кольцевые каналы. Внутри аппарата расположена длинная циркуляционная труба 4, внизу камера 6 для осаждения кристаллов.

В трубках происходит нагрев раствора, а закипает он в каналах между перегородками, после чего парожидкостная смесь поступает в сепаратор 3, где происходит отделение вторичного пара.

Из-за достаточной высоты парового пространства капли не достигают верха его и падают обратно на зеркало испарения. Жидкость возвращается в греющую камеру по циркуляционной трубе 4.