Барометрический конденсатор полочного типа

Принцип работы

В химических производствах обычно не требуется получение чистого конденсата от водяного пара. Кроме того, конденсация пара применяется как средство создания и поддержания вакуума. Одной из самых распространенных конструкций аппаратов конденсаторов смешения является полочный барометрический конденсатор (рис. 13), работающий при противоточном движении охлаждающей воды и пара. Он состоит из цилиндрического корпуса, в котором расположены полки, барометрической трубы 5 и патрубков для подачи и отвода сред.

Рис. 13. Схема барометрического конденсатора полочного типа: 1 – патрубок для подачи пара; 2 – патрубок для подачи воды; 3 – труба; 4 – патрубок для отвода неконденсируемых газов; 5 – барометрическая труба

Пар поступает в аппарат снизу вверх через патрубок 1. Вода подается через патрубок 2, расположенный на высоте12 – 16 м над уровнем земли. Вода перетекает по полкам, имеющим отверстия и невысокие борта, встречая при этом пар, который по мере продвижения вверх конденсируется. Смесь конденсата и охлаждающей воды удаляется самотеком по барометрической трубе 5. Вместе с паром и водой в конденсатор попадает некоторое количество воздуха. Неконденсируемые газы отсасываются по трубе 3 и отводятся через патрубок 4.

 

 

РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК С НЕПОДВИЖНОЙ НАСАДКОЙ

 

 

Принцип работы

 

Регенеративный теплообменник с неподвижной насадкой (рис. 14) состоит из двух регенераторов, заполненных насадкой 2 (кирпичи, металлические листы, шары и т. п.).

В процессе работы в одном регенераторе происходит охлаждение горячей среды I и нагрев насадки. Одновременно во втором регенераторе холодная среда II нагревается за счет тепла ранее нагретой насадки. Через определенное время регенераторы переключаются благодаря автоматически действующим клапанам 1. Первый регенератор будет нагревать холодную среду, а второй нагреваться горячей средой.

Периодичность работы регенеративных теплообменников обуславливает нестационарный характер теплового потока.

 

ВЫПАРНЫЕ АППАРАТЫ

Выпариванием называется концентрирование растворов практически нелетучих или малолетучих веществ в жидких летучих растворах. Выпариванию подвергают растворы твердых веществ (растворы щелочей, солей и др.), а также некоторые высококипящие жидкости (органические кислоты, многоатомные спирты и др.).

Для закипания жидкости требуется ее перегрев. Тепло для выпаривания можно подводить любыми теплоносителями, применяемыми при нагревании. Чаще используют водяной пар, который называют греющим, или первичным. Пар, образующийся при выпаривании кипящего раствора, называется вторичным, или соковым.

В основу наиболее распространенных конструкций выпарных аппаратов положены кожухотрубные теплообменники. Увеличение скорости движения раствора и необходимого времени пребывания его в аппарате достигается циркуляцией раствора в аппарате.

Выпарные аппараты классифицируются по различным признакам. Наиболее существенной является классификация по принципу организации циркуляции кипящего раствора в аппарате. Различают конструкции с естественной и принудительной циркуляцией, а также пленочные выпарные аппараты.

Выпарные аппараты с естественной циркуляцией кипящего раствора широко распространены в химической промышленности и имеют ряд конструктивных различий. Для предупреждения возникновения температурных напряжений рекомендуется использование конструкций с подвесной нагревательной камерой. Особенно широко такие аппараты применяются при выпаривании щелочных растворов. Значительным недостатком всех выпарных аппаратов является сложность чистки и замены кипятильных труб. В выпарном аппарате с выносной нагревательной камерой, благодаря значительной скорости циркуляции раствора (до 1,5 м/с), опасность отложения пристенных осадков снижена. К сепаратору такого аппарата можно подключить несколько кипятильников, один из которых будет резервным. Это позволяет проводить ремонт и чистку труб, не останавливая работу всей установки. Для получения растворенного вещества в виде кристаллов применяют выпарной аппарат с выносной зоной кипения. Однако скорость циркуляции в таком аппарате невысока.

Более высокие скорости циркуляции парожидкостной смеси (2,0 – 2,5 м/с) достигаются в выпарных аппаратах с принудительной циркуляцией. Это обеспечивается установкой в циркуляционной трубе центробежных или осевых насосов, обладающих высокой производительностью. В таких аппаратах можно с успехом концентрировать высоковязкие и кристаллизующиеся растворы. Однако к общим недостаткам подобных конструкций следует отнести повышенный расход энергии и более высокую их стоимость.

Пленочные выпарные аппараты относят к группе аппаратов, работающих без циркуляции. Эти аппараты работают при прямоточном движении раствора и образующегося вторичного пара, поэтому здесь отсутствует гидростатическая депрессия. В таких аппаратах удается выпаривать растворы, склонные к интенсивному пенообразованию, а также растворы, чувствительные к перегреву и длительному нагреванию. Вместе с тем пленочные выпарные аппараты имеют и ряд недостатков. Они очень чувствительны к изменениям нагрузки по жидкости, особенно при малых расходах растворов. В них не рекомендуется выпаривать кристаллизующиеся растворы. Для их установки требуются большие производственные площади из-за значительной высоты кипятильных трубок.