Випарні апарати з заглибним пальником

 

Випарні апарати з заглибним пальником застосовуються для випаровування сильно забруднених і накипоутворюючих рідин (рис. 3.7, в). Апарат являє собою циліндричний корпус з конічним днищем. Постійний рівень рідини в апараті підтримується зливною трубою 10. Під рівень рідини на певну глибину занурюється пальник 7. Пальники діаметром 50 мм занурюють на глибину 250 мм, діаметром 250 мм – на глибину 500 мм. Повітря стискається компресором 1 і через ресивер 2, який вирівнює тиск, подається через витратомір 5 і зворотний клапан 6 в камеру змішування пальника (рис. 3.7, г). Туди ж газодувкою 11 через ресивер, витратомір і зворотний клапан подається газ. Тиск повітря і газу вимірюється манометром 4. Занурення пальника проводять після розігрівання вогнетривких стінок камери. Димові гази барботують через розчин, нагрівають його і випаровують. Пара і відпрацьовані гази поступають в конденсатор або скрубер, де конденсуються і очищаються.

а
б
в	г
Рис. 3.7. Типові конструкції випарних апаратів: а) з винесеною поверхнею нагріву: 1 – корпус; 2 – циркуляційні труби; 3 – циркуляційний насос; 4 – відбійник; б) роторний: 1 – привод; 2 – ущільнення; 3, 7 – патрубки; 4 – оболонка апарату; 5 – лопатки; 6 – секторний затвор; 8 – вал; 9 – розподільник розчину; в) схема установки з заглибним пальником: 1 – насос; 2, 3 – ресивери; 4 – манометр; 5 – витратомір; 6 – зворотний клапан; 7 – пальник; 8 – труба для виведення вторинної пари; 9 – корпус випарного апарату; 10 – вентиль; г) заглибний пальник: 1 – камера згоряння; 2 – камера змішування; 3 – запальник; 4 – вогнетривка футеровка.

 

 

Випарні апарати з горизонтальним і похилим положенням гріючих камер

а	б
Рис. 3.3. Випарні апарати з горизонтальним (а) і похилим (б) розташуванням гріючих камер: 1 – гріюча камера; 2 – корпус; 3 – конічне днище.

 

Випарний апарат «Рапід» з горизонтальним розташуванням гріючої камери (рис. 3.3 а) застосовується для випаровування концентрованих електролітичних лугів. Він має горизонтальний виносний кип'ятильник 1 з U – подібними трубами. Розчин подається в корпус сепаратора 2, входить в нижні труби, а випарений розчин виходить з верхніх труб. Циркуляція розчину обумовлена різницею гідростатичних напорів рідини на вході й виході в кип'ятильні труби. Упарений розчин з кристалами збирається в солевіддільнику 3. Коефіцієнт теплопередачі в такому апараті невеликий через товсті чавунні стінки труб. Кип'ятильник пересувається на колесах.

Для розчинів, що кристалізуються, застосовують і апарати з похилим виносним кип'ятильником (рис. 3.3 б). Він складається з гріючої камери 1, сепаратора 2, солевіддільнику 3, продувного вентиля 4. Чищення і ремонт таких апаратів порівняно зручні.

 

Випарні апарати з терморадіаційним підведенням теплоти

 

Розчин кипить в жаростійких прозорих скляних трубах, що обігріваються електричними спіралями.

Застосування інфрачервоного проміння в порівнянні з паровим обігрівом дозволяє передавати великі теплові потоки через меншу поверхню нагріву. При цьому створюються умови стерильності, які передбачають недопущення контакту з металевими поверхнями.

Сепарація вторинної пари

 

Чистота вторинної пари визначається кількістю рідини (води), що виноситься з парою в паропровід. Явище винесення полягає в захопленні парою крапель киплячої рідини у вигляді туману, окремих крапель або піни. Забруднення, що містяться в краплях, відкладаються на поверхні нагріву наступного корпусу випарної станції або конденсатору і погіршують ефективність їхньої роботи. Для осадження вологи в усіх сепаруючих пристроях використовують три чинники: дію сили тяжіння; інерцію при зміні напрямку руху пари; контактну взаємодію крапель з поверхнею сепаратора, в результаті якої вона прилипає до цієї поверхні. В більшості випадків ці три способи механічної дії використовуються одночасно, або поєднуються в різній послідовності. Для розчинів, що сильно піняться, застосовують мікродози антиспінювачів. Зазвичай висоту парового простору над поверхнею киплячого розчину приймають не менше 1,5 м, а для пінистих – 2,5÷3 м.

Необхідний об'єм парового простору над киплячим розчином визначається за формулою:

,

де W – кількість випареної води, кг/год.;

R_v – масова напруга парового простору (кількість випареної води на 1 м³ об'єму на годину, кг/(м³ × год.).

Приблизно

 

де – коефіцієнт, що залежить від тиску;

– коефіцієнт, що залежить від рівня.

При Р= 0,88×10⁵ Па для води R_v =2000 кг/(м³ × год.), розчинів R_v =1000, для пінистих розчинів R_v зменшують в 2 рази.

Конструкції пристроїв для сепарації різні. Найефективнішими є жалюзійні сепаратори, що набирають з гофрованих металевих пластин з плавною конфігурацією, наприклад: .