Co způsobuje přirozenou cirkulaci roztoku?

Přirozená cirkulace roztoku v těchto zařízeních nastává v důsledku rozdílu v hustotě roztoku v separátoru výparníku a směsi páry a roztoku ve varné zóně. Na Obr. Obrázek 10.11 ukazuje výparník s vnitřním cirkulačním potrubím. Výparník (obr. 10.11) se skládá z topné komory 1, což je plášťový výměník tepla s topnými trubkami 2 upevněnými mezi trubkovnicemi 3, cirkulační trubka 4, separátor 5 instalovaný nad topnou komorou, kapka separátor 6 a kónické dno 7. Pára pro ohřev roztoku je přiváděna do mezitrubkového prostoru ohřívací komory, kde kondenzuje a odevzdává kondenzační teplo roztoku cirkulujícímu v trubkách. Počáteční roztok se přivádí do cirkulačního potrubí, protože to zlepšuje podmínky pro cirkulaci roztoku ve výparníku. Sekundární pára vznikající při varu roztoku se v separátoru a odlučovači kapek čistí od kapek a rozstřiků roztoku a odstraňuje se z přístroje. Odpařený roztok se z přístroje odstraní armaturou v kuželovém dnu 7. Obrázek 10.11 – Výparník s vnitřním cirkulačním potrubím: 1– topná komora;2– topné trubky;3– trubkovnice;4– cirkulační potrubí;5– oddělovač;6– odlučovač kapek;7– dole Zařízení tohoto typu jsou jednoduchá v konstrukci a spolehlivá v provozu. Používají se pro zahušťování vysoce viskózních roztoků nebo tavenin určitých látek, např.. Hlavní nevýhody zařízení tohoto typu jsou: – nízký součinitel prostupu tepla 700÷1400 W/(m 2 K); – nízká rychlost cirkulace roztoku 0,5÷0,8 m/s; – časté odstavování zařízení kvůli mytí (každých 8–20 hodin) z důvodu zarůstání teplosměnné plochy solemi; – tuhé upevnění svazku trubek k tělu zařízení, které způsobuje narušení těsnosti spojení trubek s trubkovnicí. V řadě průmyslových odvětví se k odpařování elektrolytických louhů, roztoků sulfidu sodného a chloridu vápenatého používají odparky se závěsnou topnou komorou (obr. 10.12). 10.12., sestává z pouzdra 1, topné komory 2, odlučovače rozstřiku 3. Topná pára je přiváděna do komory potrubím 4 a kondenzát je odváděn ze dna komory armaturou 5. Roztok v aparatuře cirkuluje podél okruhu : trubky topné komory – prstencový kanál mezi stěnami zařízení a kamerou. Přítomnost dvojice čočkových kompenzátorů na vstupní trubce a nepřítomnost tuhého upevnění v horní části komory umožňuje kompenzovat rozdíl v prodloužení těla a komory a eliminovat narušení těsnosti v spojení trubek s trubkovnicí. Nevýhodou těchto zařízení je nerovnoměrná distribuce roztoku potrubím na plochách větších než 200 m2, což vede ke snížení účinnosti odpařování. Obrázek 10.12 – Výparník se závěsnou ohřívací komorou S ohledem na specifické vlastnosti odpařování krystalizujících roztoků vyvinul institut UKRNIIIKHIMMASH speciální konstrukce výparníků se vzdálenou varnou zónou. U zařízení tohoto provedení nedochází k varu v topných trubkách, ale ve varném potrubí instalovaném nad nimi. Výparníky se vzdálenou varnou zónou mají vysoký koeficient prostupu tepla až 2000 W/(m 2 K) a dlouhou dobu provozu mezi mytími (až 100 hodin). V průmyslu se používají výparníky s koaxiálními a vzdálenými topnými komorami. Výparníky s koaxiální ohřívací komorou mají nižší hydraulický odpor, a proto je jejich specifická produktivita vyšší než u výparníků se vzdálenou ohřívací komorou. Při koaxiálním uspořádání topné komory se však přístup k topným trubicím stává obtížným a jejich čištění a oprava se stává obtížnější. Pokud se při provozu tvoří na teplosměnné ploše nerozpustný vodní kámen, který se odstraňuje mechanicky, hydromechanicky nebo hydraulicky, pak je nutné použít zařízení se vzdálenou topnou komorou. Je také vhodné používat taková zařízení v případech, kdy je potřeba časté zastávky pro opravy. Výparník se vzdálenou ohřívací komorou bez částečného projasnění cirkulující suspenze je na Obr. 10.13. Skládá se z ohřívací komory 1, separátoru 2, kapkového separátoru 3, varného potrubí 4 a cirkulačního potrubí 5. Obrázek 10.13 – Výparník se vzdálenou topnou komorou: 1 – topná komora; 2 – separátor; 3 – odlučovač rozstřiku; 4 – varná trubka; 5 – cirkulační potrubí Cirkulace roztoku v přístroji se provádí podél obrysu:separátor – cirkulační potrubí – topná komora– oddělovač. Roztok procházející topnými trubicemi se v nich přehřívá vzhledem ke svému bodu varu v separátoru a při vstupu do varného potrubí se vaří. K varu roztoku ve varném potrubí dochází v zóně, kde tlak dosahuje hodnoty odpovídající teplotě nasycení. Směs pára-roztok vytvořená ve varném potrubí spolu s krystaly soli vstupuje do separátoru, kde se rozdělí na páru, kapalnou a pevnou fázi. Sekundární pára prochází rozprašovacím separátorem, zbavuje se kapiček roztoku a vystupuje z aparatury armaturou B. Krystaly soli spolu s roztokem cirkulují podél okruhu aparatury a jsou odváděny armaturou D. Aparatura se zahřívá ohřívací párou přiváděnou do mezikruží ohřívací komory armaturou A. Vzniklý kondenzát se odvádí armaturou B a vzduch je vyfukován z ohřívací komory armaturou E. Zvláštní pozornost je třeba věnovat způsobu zavádění počátečního roztoku do zařízení. Počáteční roztok může být přiváděn do výparníku přes armaturu G₁, G₂nebo G₃v závislosti na provozním režimu zařízení a teplotě roztoku. Pokud je teplota výchozího roztoku nižší než jeho bod varu v aparatuře, pak se roztok přivádí do fitinky G₁ nebo G₂(v závislosti na podmínkách instalace). Pokud je vyšší, vstupuje přes armaturu G₁. Pokud se během odpařovacího procesu z roztoku uvolní soli a usadí se na stěnách separátoru, pak se část roztoku (až 10 %) přivede přes armaturu G₃. Je třeba mít na paměti, že teplota roztoku vstupujícího armaturou G_3, musí být pod bodem varu roztoku v separátoru. Výparníky bez částečného vyčeření suspenze mají tyto hlavní nevýhody: snížení rychlosti cirkulace v důsledku zvýšení viskozity a hustoty za přítomnosti velkého množství pevné fáze v okruhu (30 – 40 %); ucpání trubek ohřívací komory hrudkami soli. Tyto jevy vedou ke snížení počtu najetých kilometrů mezi spláchnutími a komplikaci proplachování z důvodu nutnosti proplachovat každou trubici zvlášť. Z těchto důvodů není praktické používat odpařovače bez částečného vyčeření cirkulující suspenze k odpařování roztoků obsahujících soli ve stupni separace pevné fáze. Výparníky s částečným vyčeřením cirkulační suspenze, znázorněné na obr., tuto nevýhodu nemají. 10.14 (polohy a účel kování jsou stejné jako na obr. 10.13). Na rozdíl od zařízení znázorněného na obr. 10.13 mají tato zařízení ve svém okruhu usazovací zónu v podobě odlučovače soli 6. Jeho přítomnost zajišťuje částečné oddělení pevné fáze od roztoku, což pomáhá chránit topné trubice před hrudkami soli a tvorbou nánosů , který zabraňuje jejich ucpávání. Doba provozu zařízení s částečným čiřením mezi mytími výrazně převyšuje dobu provozu zařízení bez čiření roztoku. Výparník s odlučovačem soli (obr. 10.14 а), je nejvhodnější použít pro roztoky solí s amorfní nebo jemně krystalickou strukturou (například MnSO₄), vyžadující dlouhou dobu k odstranění přesycení (až 25 s). Pro odpařování solí s hrubou krystalickou strukturou (NaCl., NaCO₃), jehož přesycení lze odstranit během několika sekund, je vhodné použít zařízení uvedená na Obr. 10.14бa 10.14в. Pokud se z roztoku během odpařování uvolní malé množství pevné fáze, musí se odstranit ze zařízení s odlučovačem soli jako přes armaturu D₁(kondenzovaná suspenze) a přes armaturu D₂(přečištěný roztok). Poměr pevné a kapalné fáze (S:L) v suspenzi odebrané z aparatury je 1:3 u zařízení bez částečného vyčeření pevné fáze a od 1:1 do 1:1,5 u zařízení s částečným vyčeřením pevné látky. fáze. Aby byl zajištěn normální provoz výparníků, musí být v nich udržována hladina roztoku (například v zařízení se vzdálenou komorou – podél spodního okraje armatury pro přivádění směsi pára-kapalina do separátoru). Snížení i překročení optimální hladiny roztoku v aparátu vede ke snížení jeho produktivity a provozním poruchám (snížení rychlosti oběhu, vibrace aparátu). a BC Obrázek 10.14 – Výparníky s částečným vyjasněním cirkulační suspenze: pozice 1–5 jsou stejné jako na Obr. 10.13, 6 – odlučovač soli. Účel armatur zařízení – viz text k obr. 10.13 Provozní účinnost výparníků s přirozenou cirkulací závisí na užitečném teplotním rozdílu, konstrukci cirkulačního okruhu, fyzikálně-chemických vlastnostech roztoku, podmínkách procesu odpařování a jeho stabilitě. Minimální hodnota užitečného teplotního rozdílu, který zajišťuje stabilní cirkulaci podél okruhu aparatury, se v závislosti na výše uvedených faktorech pohybuje od (12÷20) °C, přičemž rychlost pohybu roztoku trubkami ohřívací komory je 1–1,8 m/s, součinitel prostupu tepla 1400–2200 W/m2.

16.04.2019. 214.65. 5 XNUMX kb XNUMX prodovzhennya.docx

10.09.2019. 581.12. 2 XNUMX Kb XNUMX Prokopenko_metodichka.doc

03.12.2018/493.06/17 XNUMX Kb XNUMX Proces výroby dusičnanu amonného se formuje. doc

23.02.2016 61.95 Kb 32 Pšenice sloza.docx

23.02.2016 15.18 Mb 1065 Sekce 01 Hydromechanické procesy.doc

23.02.2016 15.27 Mb 1547 Oddíl 02 Tepelné procesy.doc

16.11.2019 846.85 Kb 10 Výpočet 4-osy a hřídele-1.doc

12.08.2019. 517.63. 5 2011 Kb XNUMX RGR BO XNUMX f nanci.doc

23.02.2016 399.87 Kb 10 RGR EOV 2013.doc

18.07.2019. 660.99. 18 XNUMX Kb XNUMX instalace RGR.doc

23.02.2016 256.51 Kb 35 RGR_AEP (původní kurzy).DOC

Chcete-li pokračovat ve stahování, musíte předat captcha:

Přirozená cirkulace probíhá v uzavřeném systému, který se skládá z nevyhřívaného spádového (cirkulačního) potrubí 1 (obr. 13-2) a vyhřívaného stoupacího (kotlového) potrubí 2.

Pokud se kapalina ve stoupacích trubkách zahřeje k varu, pak se v důsledku odpaření části kapaliny v této trubce vytvoří směs pára-kapalina, jejíž hustota je menší než hustota samotné kapaliny . Hmotnost sloupce kapaliny ve spádové trubce je tedy větší než ve stoupacích trubkách, v důsledku čehož dochází k uspořádanému pohybu (cirkulaci) vroucí kapaliny po dráze: stoupací trubky → parní prostor → spádová trubka-→ stoupací trubky , atd. Při cirkulaci koeficient zvyšuje přenos tepla z vroucí kapaliny a chrání povrch potrubí před tvorbou vodního kamene.

Pro přirozenou cirkulaci jsou vyžadovány dvě podmínky: 1) dostatečná výška hladiny kapaliny ve spádové trubce, aby se vyrovnala kolona směsi pára-kapalina ve varných trubkách a udělila této směsi potřebnou rychlost; 2) dostatečná intenzita tvorby páry ve varných trubkách, aby směs pára-kapalina měla nízkou hustotu.

Pokud je hladina kapaliny ve spádové trubce nízká, směs pára-kapalina nemůže stoupat k horní části varných trubek; v tomto případě nedochází k žádné cirkulaci a provoz zařízení je doprovázen prudkým poklesem produktivity a rychlým pokrytím trubek vodním kamenem. S rostoucí hladinou kapaliny se zvyšuje rychlost cirkulace a zvyšuje se koeficient přenosu tepla. Ke zvýšení součinitele prostupu tepla však dochází až při zvýšení hladiny na určitou určitou hodnotu (optimální úroveň), odpovídající potažení varných trubek po celé jejich výšce směsí pára-kapalina. S dalším zvýšením hladiny se koeficient přenosu tepla mírně snižuje, protože v důsledku zvýšení tlaku na dně varných trubek se kapalina nezačne vařit v jejich spodní části, ale o něco výše.

Odpařování ve varném potrubí je dáno fyzikálními vlastnostmi roztoku (hlavně viskozitou) a teplotním rozdílem mezi stěnou potrubí a kapalinou. Čím nižší je viskozita roztoku a čím větší je teplotní rozdíl, tím intenzivnější je odpařování a tím větší je rychlost cirkulace. Pro dosažení dostatečné cirkulace by teplotní rozdíl mezi topnou párou a roztokem neměl být v průměru nižší než 7-10 °C.

Optimální hladina kapaliny se zvyšuje s klesajícím teplotním rozdílem a zvyšující se viskozitou roztoku a je zjištěna empiricky. Pokud při odpařování z roztoku nevypadávají krystaly, je optimální hladina obvykle od 1/4 do 3/4 výšky varných trubek.

Pokud při odpařování z roztoků vypadávají krystaly (tzv. krystalizující roztoky), je hladina kapaliny udržována nad varnými trubkami, aby se kapalina v nich přehřívala a vařila až při odchodu z trubek do parního prostoru; při absenci varu ve varných trubkách zmizí hlavní důvod uvolňování vodního kamene.

Výparník s centrálním cirkulačním potrubím (obr. 13-3) je jedním z nejstarších, ale nejrozšířenějších provedení.

Topná komora sestává ze série vertikálních varných trubek 2, vyhřívaných zvenčí párou. Podél osy ohřívací komory je cirkulační potrubí 3 mnohem většího průměru než varné potrubí. I když je v takovém zařízení cirkulační potrubí ohříváno zvenčí párou, roztok se v něm ohřívá mnohem méně než ve varném potrubí. To se vysvětluje skutečností, že povrch trubky je úměrný jejímu průměru a objem kapaliny v ní je úměrný druhé mocnině průměru; V cirkulačním potrubí je tedy objem kapaliny na jednotku povrchu potrubí mnohem větší než ve varném potrubí.

Ve velkokapacitních zařízeních je místo jednoho cirkulačního potrubí instalováno několik potrubí menšího průměru.

Zařízení s centrálním cirkulačním potrubím se vyznačuje jednoduchou konstrukcí a je snadno přístupné pro opravu a čištění. Přítomnost vyhřívaného cirkulačního potrubí zároveň snižuje intenzitu cirkulace.

Zařízení s centrálním cirkulačním potrubím se dle norem vyrábí s teplosměnnou plochou 25, 50, 100, 150, 250 a 350 m2; jsou vybaveny varným potrubím o vnějším průměru 38 nebo 57 mm (délka od 2000 do 4000 mm) a cirkulačním potrubím o průměru asi 1/3 průměru přístroje

Výparník se zavěšenou topnou komorou je znázorněn na Obr. 13-4. Toto zařízení má ohřívací komoru vybavenou pouzdrem 2; Úlohu cirkulačního potrubí plní prstencová mezera mezi tělem zařízení a pláštěm komory.

Topná pára je přiváděna do komory potrubím 4. Topná komora může být vyjmuta ze zařízení za účelem čištění a opravy. Zařízení má příznivé podmínky pro cirkulaci, protože prstencový prostor na straně těla není ohříván. Nevýhody jsou složitost konstrukce a velké rozměry, protože část plochy průřezu zařízení není využita kvůli přítomnosti prstencového kanálu.

Přístroje se závěsnou ohřívací komorou jsou vyráběny o ploše 50, 75, 95 a 150 m2, varné trubky mají vnější průměr 63,5 mm a délku 1300 až 1700 mm.

Odpařovač s externím kotlem (obr. 13-5) je široce používán pro odpařování krystalizujících a pěnivých roztoků a postupně nahrazuje jiné typy aparatur.

Zařízení má externí kotel 1 a separátor 3. V kotli, který se skládá ze svazku trubek vyhřívaných zvenčí párou, se vytváří směs pára-kapalina, která vstupuje do separátoru potrubím 2. V separátoru se sekundární pára se oddělí od kapaliny, která se cirkulačním potrubím 4 vrací zpět do kotle. Trubky kotle mohou dosahovat značné délky (až 7 m), což podporuje intenzivní cirkulaci. S narůstající délkou potrubí se zvětšuje rozdíl hmotností směsi pára-kapalina v nich a kapaliny v cirkulačním potrubí Umístění kotle odděleně od separátoru je vhodné pro opravy a čištění potrubí Často dva popř. K separátoru je připojeno více kotlů, z nichž jeden lze vypnout za účelem opravy nebo čištění bez zastavení celého zařízení.

Přístroje s dálkovým kotlem jsou k dispozici s plochou 100, 150, 250, 350, 500, 700 a 900 m2, mají trubky o vnějším průměru 38 nebo 57 mm a délce od 3000 do 7000 mm.

• Výparníky s volným oběhem
• Výparníky s přirozenou cirkulací
• Odpařovač pro odpařování koncentrovaných roztoků
• Výparníky s nuceným oběhem
• Filmové odpařovače
• Provoz výparníků