Ang mga teknolohikal na proseso ng heat-exchange ay malawakang ginagamit sa iba't ibang industriya upang lumikha ng mga kinakailangang kondisyon para sa pagproseso o pagbabago ng estado ng temperatura ng kagamitan, pati na rin ang mga blangko sa produksyon. Sa mga negosyo kung saan ang mga gawain ay nakatakda upang baguhin ang mga katangian ng likidong media, ang init ay maaaring gamitin bilang isang paraan ng pagpapanatili ng pagkulo. Sa teknikal, ang mga katulad na problema ay nalulutas sa tulong ng mga evaporator na binigay ng isang espesyal na hanay ng mga functional na bahagi para sa pag-aayos ng proseso ng pagpapalitan ng init.
Ano ang proseso ng pagsingaw?
Sa sektor ng industriya, ang evaporation ay itinuturing bilang isang paraan ng pag-concentrate ng mga likidong solusyon, na nakabatay sa mga low-volatile o non-volatile na substance na natunaw sa volatile active mixtures. Ang prosesong ito ay isinasagawa bilang isang resultapagsingaw ng solvent habang kumukulo. Ang pamamaraang ito ay kadalasang napapailalim sa alkalis, mga asing-gamot, pati na rin ang mga likidong may mataas na kumukulo. Ngunit sa bawat kaso, ang pangunahing gawain ng proseso ay upang makakuha ng isang purong solvent o indibidwal na mga sangkap sa isang mataas na antas ng konsentrasyon. Kung pinag-uusapan natin ang naka-target na purification ng isang partikular na bahagi ng solusyon, ang proseso ng evaporation ay maaaring dagdagan ng isang crystallization operation, kung saan posible ang pagbuo ng target substance sa solid form.
Mula sa teknolohikal na pananaw, ang evaporation ay isang kumbinasyon ng ilang operasyon ng pagpapalitan ng init. Ang pagiging kumplikado ng teknikal na organisasyon ng prosesong ito ay nangangailangan ng paggamit ng mga espesyal na kagamitan. Sa kapasidad na ito, ginagamit ang isang vacuum evaporator na may na-optimize na disenyo, na idinisenyo upang maisagawa ang mga pangunahing proseso ng pagsingaw, pati na rin ang mga pantulong na operasyon. Mahalagang tandaan na ang pagsingaw ay nagsasangkot ng paggamit ng agresibong media - mainit na likido, gas, singaw ng tubig, atbp. Idinagdag dito ang hindi kanais-nais na background mula sa mga target na chemically active substances. Ang mga ito at iba pang mga salik ng masamang teknolohikal na epekto ay nangangailangan ng paggamit ng mga espesyal na materyales para sa pag-assemble ng mga evaporator, na nagpapataas ng mga katangian ng proteksyon ng mga istruktura.
Basic na device ng evaporator
Karamihan sa mga modernong pang-industriya na evaporator ay gumagamit ng isang multi-component system batay sa isang heat exchanger na may condenser at isang evaporation chamber. Upang ma-optimize ang proseso at mas mahusay na konsentrasyon ng mga solusyon, ang pagkakaroon ngang separator ay isang yunit na konektado sa isang hiwalay na pagkakasunud-sunod sa pamamagitan ng gas duct at inaayos ang pag-alis ng pangalawang singaw. Ang mga separator ng panlabas na uri ay mas karaniwang ginagamit, na nagpapatakbo sa ilalim ng mga kondisyon ng sentripugal na puwersa. Ano ang pangunahing naiibang vacuum evaporator? Ang paglikha ng isang vacuum ay nagbibigay-daan sa iyo upang makamit ang epekto ng malambot na pagsingaw. Nagbibigay ito ng dalawang positibong punto - ang pagbilis ng proseso ng pagsingaw (ang nagsisilbing solusyon ay gumugugol ng mas kaunting oras sa silid) at isang pagtaas sa kalidad ng puro substance. Ang mga produkto ng output ay maaaring gamitin sa iba pang mga teknolohikal na operasyon sa parehong target na processing enterprise. Upang gawin ito, inayos nila ang koneksyon ng mga indibidwal na mga module na may mga daloy ng outlet, salamat sa kung saan hindi lamang ang pag-alis ng labis na mga mixtures ng gas ay isinasagawa, ngunit ang regulasyon ng daloy ay natiyak na may kinakailangang mga parameter ng paghahatid sa mga tuntunin ng puwersa ng presyon at paggalaw. bilis. Higit pa rito, maraming mga evaporator ang maaaring opsyonal na ipares sa pre-treatment o waste dilution unit upang matugunan ang mga kinakailangan ng mga proseso kung saan ang parehong gas ay maaaring gamitin muli.
Apparatus na may sapilitang sirkulasyon
Ang disenyo ay nakabatay sa patayo o pahalang na shell-and-tube heat exchanger na may heating chamber at concentric separator. Ang proseso ng pagtatrabaho ay sinusuportahan ng isang circulation pump station at isang flash vessel. Karaniwan, ang sapilitang proseso ng paggalaw ng mga nagtatrabaho mixtures ay ipinatupad sa double-shell evaporators na maycountercurrent scheme ng sirkulasyon. Bilang bahagi ng mga naturang device, mayroon ding device para sa distillation at steam purification mula sa mga organic at s alt compound. Ang average na kapasidad ng forced circulation evaporator ay humigit-kumulang 9000 kg/h, at ang ratio ng konsentrasyon ay umaabot sa 65%.
Sa panahon ng pagpapatakbo ng naturang unit, ang likido ay umiikot sa mga contour ng heating chamber dahil sa puwersang ibinibigay ng pump. Sa silid, ang temperatura ng likido ay dinadala sa kumukulo, pagkatapos nito ang presyon sa bloke ng separator ay nabawasan nang husto. Mula sa sandaling ito, nagsisimula ang proseso ng aktibong pagsingaw ng bahagi ng likido. Ano ang mga pakinabang ng paggamit ng ganitong uri ng yunit? Ito ang pinakamabisang solusyon kapag humahawak ng malapot at may problemang kontaminadong mixture. Halimbawa, para sa pagsingaw ng mga solusyon sa asin, ang pagpipiliang ito ay mas angkop kaysa sa mga single-effect evaporator, na maaaring magpakita ng mas mataas na rate ng sirkulasyon, ngunit ang kanilang kapangyarihan ay hindi magiging sapat upang magbigay ng kahit na isang average na antas ng produktibidad. Sa pamamagitan ng paraan, ang mga modernong evaporator na may sapilitang sirkulasyon ay nagsasagawa ng pagpapakulo at pagsingaw hindi sa mga dingding ng pag-init sa pangunahing silid, ngunit sa separator, kaya ang kontaminasyon ng pangunahing yunit ng pagtatrabaho ay nabawasan.
Mga evaporator na may plate heat exchanger
Ang tampok na disenyo ng naturang mga pag-install ay ang pagkakaroon ng mga espesyal na plato, dahil sa kung saan ang gumaganang medium ay nakadirekta sa pamamagitan ng silid ng pag-init kasama ang mga alternating channel. Upang i-seal ang mga plato, ginagamit ang mga espesyal na gasket - sila rinisagawa ang function ng thermal insulation, na nagpapataas ng kahusayan ng heat transfer.
Bilang panuntunan, ito ay mga multi-effect evaporator na may kapasidad na humigit-kumulang 15 t/h. Ang mga daloy ng pag-init ng tubig at ang target na produkto ay gumagalaw sa kabaligtaran sa kanilang mga channel, na nagbibigay ng bahagi ng enerhiya. Ang puwersa para sa paggalaw ng media ay nabuo ng parehong circulation pump, gayunpaman, ang disenyo ng mga plate ay idinisenyo upang suportahan ang epekto ng turbulence sa circuit, na binabawasan ang kinakailangang potensyal ng kapangyarihan upang suportahan ang paglipat ng produkto at coolant. Bilang resulta ng aktibong pagpapalitan ng init, kumukulo ang gumaganang daluyan, pagkatapos ay nabuo ang singaw. Ang mga natitirang likidong produkto ay pinutol sa separator block dahil sa puwersang sentripugal.
Ito ay isa sa ilang mga kaso pagdating sa isang unibersal na evaporator sa mga tuntunin ng kakayahang magtrabaho sa iba't ibang teknolohikal na media. Sa partikular, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang planta ng evaporator na may plate heat exchanger ay nagpapahintulot sa paggamit ng steam-gas at aqueous media. Kasabay nito, ang isang mataas na kalidad ng konsentrasyon ay natiyak, dahil ang pagsingaw ay isinasagawa nang pantay-pantay sa isang banayad na mode sa isang pass. Ang disenyo mismo ay pinakamataas na na-optimize sa laki, na nagpapadali sa pag-install at mga teknikal na hakbang. Kaya, ang taas ng espasyo sa pag-install kasama ang lahat ng komunikasyon at pagkonekta ng piping para sa naturang device ay 3-4 m.
Three-effect natural circulation evaporators
Sa istruktura, ang mga naturang device ay nakikilala sa pamamagitan ng pagkakaroon ng shortpatayo na matatagpuan ang heat exchanger at ang itaas na pagkakalagay ng separator. Ang gumaganang likido ay ibinibigay mula sa ibaba, pagkatapos nito ay tumataas sa pamamagitan ng mga tubo ng pag-init sa pamamagitan ng silid. Ang prinsipyo ng isang pataas na film o gas lift ay ipinatupad. Kung sa mga patlang ng langis at gas, ang nauugnay na gas ay nagdadala ng produkto, kung gayon sa kaso ng isang three-vessel evaporator, ang mga maiinit na singaw ay nag-aangat ng likido kasama ang mga circuit ng shell-and-tube. Ang buong proseso ay nagaganap laban sa backdrop ng pagkulo. Ang likido na nahihiwalay mula sa singaw ay isinasagawa sa pamamagitan ng return pipe sa heat exchanger, pagkatapos nito ay muling ipinadala sa separator para sa susunod na sesyon ng paghihiwalay. Ang prosesong ito ay paulit-ulit nang maraming beses hanggang sa maabot ang nais na antas ng konsentrasyon.
Ang rate ng evaporation sa kasong ito ay tinutukoy ng pagkakaiba ng temperatura sa heating chamber at boiling unit. Ang parehong mga tagapagpahiwatig ay maaaring iakma sa pamamagitan ng awtomatikong kontrol. Ang natural na sirkulasyon sa vacuum evaporator ay nagbibigay-daan sa isang mataas na tiyak na kapasidad na may mabilis na pagsisimula. Ngunit ang isa ay hindi dapat umasa sa pagpapanatili ng mga solusyon na naglalaman ng mga kumplikado o thermally unstable compound. Ito ay isang mataas na dalubhasang kagamitan, ang pagkalkula kung saan ay ginawa para sa mga industriya ng kemikal at pagkain, kung saan kinakailangan na magsagawa ng mga operasyon sa paghihiwalay ng punto na may maliit na kapasidad ng pagkarga. Halimbawa, ang mga glycerin evaporator ay nagbibigay ng bilis ng pagproseso na 3600 kg/h.
Paano gumagana ang barometric condenser
Iba-ibapaghahalo ng mga exchanger ng init, na hindi nagsasagawa ng paghihiwalay sa ibabaw ng gumaganang media sa proseso ng pag-apaw, ngunit pinapayagan ang kanilang paghahalo. Sa madaling salita, sa sandali ng pag-init, ang conditional concentrated solution ay maaaring makipag-ugnayan sa prosesong mainit na daluyan na kinakatawan ng singaw o tubig. Ang barometric condenser mismo ay bahagi ng isang kumplikadong planta ng evaporator, na nagsasagawa ng mga proseso ng paghahalo ng cooling water at pangalawang singaw. Dahil ang mga volume ng bagong nabuo na condensate ay mas mababa kaysa sa dami ng singaw, isang natural na vacuum ang nangyayari. Upang mapanatili ito, kinakailangan upang alisin ang hangin sa atmospera mula sa condenser, na ipinadala doon kasama ang mga daloy ng coolant. Sa ilang mga disenyo, ang hangin ay maaari ding pumasok sa pamamagitan ng mga depekto sa capacitor case. Ang output ng halo-halong mixtures mula sa condenser ay isinasagawa sa pamamagitan ng barometric tube. Ito ay pre-immersed sa likido at bumubuo ng hydraulic seal na pumipigil sa pagdaan ng hangin sa condenser.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng capacitive apparatus
Isang espesyal na uri ng kagamitan para sa mga proseso ng teknolohikal na pagsingaw. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga capacitive unit sa mga tuntunin ng prinsipyo ng operasyon ay ang suporta ng libreng mode ng sirkulasyon, na nakamit dahil sa panloob na pagsasaayos ng lokasyon ng mga circuit sa heat exchange system. Ang imprastraktura ng network ng palitan ng init ay nabuo sa pamamagitan ng mga bundle ng tubo, mga coils at iba pang mga elemento na lumikha ng mga kondisyon para sa isang multi-stage at sa maraming aspetomahirap na proseso ng paglipat ng thermal energy. Sa pamamagitan ng paraan, ang mga capacitive evaporator ay halos hindi ginagamit sa trabaho na may malapot, init-sensitive at crystallizing na mga solusyon nang tumpak dahil sa libre, ngunit mabagal na sirkulasyon ng mga daloy. Bukod dito, ang mga koepisyent ng paglipat ng init sa sistemang ito ay maliit, na negatibong nakakaapekto sa pangkalahatang pagganap ng pagsingaw. Paano binibigyang-katwiran ng mga capacitive device ang kanilang sarili? Matagumpay na ginagamit ang mga ito sa mga industriyang maliliit ang tonelada, kung saan ang koepisyent ng paglipat ng init ay hindi gaanong kapansin-pansin sa mga dami ng output. Ang panloob na pag-aayos ng mga capacitive evaporator, kasama ang lahat ng mga pagkukulang nito, ay nagbubukas ng maraming pagkakataon para sa pag-aayos ng direktang sirkulasyon, na napakahalaga sa mga negosyong may mababang structural mobility kapag kumokonekta sa mga channel ng komunikasyon.
Pagkalkula ng evaporator
Sa isang pinagsamang disenyo ng evaporator, ang mga indibidwal na kalkulasyon ay ginawa para sa bawat bahagi, dahil ang mga katangian ng proseso ng produksyon ay maaaring magbago sa bawat yugto. Bilang panuntunan, ginagamit ang mga sumusunod bilang paunang data:
- tinatayang presyon ng singaw;
- init ng konsentrasyon;
- mga katangian ng paunang solusyon;
- antas ng pagkawala ng init;
- heat transfer coefficient;
- mga parameter ng disenyo na nakatakda na at hindi na mababago.
Para sa mga planta ng three-effect evaporator, ang pagkalkula kasama ang nabanggit na paunang data ay maaaring isagawa gamit ang ilang mga parameter nang sabay-sabay, kabilang ang kapangyarihan ng circulation pump, ang volume ng heating chamber,ang maximum na halaga ng naseserbisyuhan na likido, atbp. Ang pinakamahalagang gawain sa disenyo ay kinabibilangan ng pagkalkula ng disenyo ng parehong barometric condenser, separator at pagpapasiya ng mga katangian ng mga elemento ng piping. Sa partikular, ang intensity ng evaporation sa mga system na may tuluy-tuloy na evaporation ay depende sa diameter ng mga nozzle at sa haba ng mga transition pipe.
Mga Kinakailangan sa Daloy ng Trabaho
Ang mga kalkuladong indicator para sa pagsasaayos ng proseso ng pagsingaw ay maaaring hindi magbigay ng inaasahang epekto kung ang mga kinakailangan para sa panlabas na kapaligiran ay hindi natutugunan. Malaki ang depende sa mga kondisyon sa loob ng silid kung saan ginagamit ang kagamitan. Ayon sa mga kinakailangan, ang mga once-through na evaporator ay maaari lamang gamitin sa mga silid na may lawak na hindi bababa sa 4.5 m2 at may taas na 3.2 m. tulad ng isang tsimenea. Hindi magiging kalabisan ang pagbibigay ng adjustable hood na may gate at thrust setting.
Ang sistema ng bentilasyon ay idinisenyo ayon sa mga espesyal na panuntunan. Dapat itong isama ang mga inflow channel at exhaust system na may direktang koneksyon sa mga lugar kung saan direktang isinasagawa ang proseso ng evaporation. Malinaw na ang isang kumplikadong sistema ng bentilasyon na tumatakbo sa isang regular na mode sa dalawang direksyon ay mangangailangan ng malubhang suporta sa kuryente. Ngunit sa parehong oras, ang ibinubuga na ingay mula sa mga channel at operating equipment ay hindi dapat lumampas sa 75 dB. At ito ay hindi banggitin ang pagsunod sa mga kinakailangan ng sunog atkaligtasan ng kuryente. Kung ang pangsingaw ay regular na gumagana sa mga pinaghalong gas, kung gayon ang isang espesyal na sistema ng air degassing ay dapat ayusin. Maaari itong maging bahagi ng iisang complex ng mga komunikasyon sa pagpapalitan ng init, na magbibigay-daan, sa ilang aspeto ng pagpapatakbo, na umakma sa mga function ng parehong system.
Konklusyon
Ang mga operasyon ng evaporation at konsentrasyon ay matagal nang ginagamit sa mga industriya bilang pangunahin at bilang pangalawang teknolohikal na proseso. Sa karamihan ng mga kaso, ang mga materyales ay inihanda sa ganitong paraan para sa karagdagang mga yugto ng pagmamanupaktura ng mga produkto o paghahanda ng mga teknikal na paraan. Ang mga vacuum evaporator at installation ay maaaring ilagay sa pinaka produktibong tool para sa paglutas ng mga naturang problema. Ang mga tagapagpahiwatig ng mataas na pagganap ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng pag-andar ng isang circulation evaporator na tumatakbo mula sa isang panlabas na pinagmumulan ng kuryente sa anyo ng isang pumping station. Mayroong iba't ibang mga kumbinasyon ng pakikipag-ugnayan ng pangkat ng sirkulasyon na may silid ng pag-init at separator, ngunit sa prinsipyo, ang mga multicomponent system ng ganitong uri ay nagbibigay ng pinakamataas na pagganap ng teknolohikal na operasyon, kapwa sa mga tuntunin ng kalidad ng konsentrasyon ng produkto at ang dinamika ng ang proseso ng pagsingaw.
