ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выпарные аппараты с естественной циркуляцией из "Трубчатые выпарные аппараты для кристаллизующихся растворов" Естественная циркуляция раствора в этих аппаратах происходит за счет разности плотностей раствора в сепараторе выпарного аппарата и парорастворной смеси в зоне кипения. Выпарной аппарат с внутренней циркуляционной трубой (рис. 7) состоит из греющей камеры 1, которая представляет собой пучок труб 2, закрепленных между двумя трубными решетками 3, и имеет в центральной части обратную циркуляционную трубу 4 сепаратора 5, установленного над греющей камерой каплеотделителя 6, конического днища 7, служащего для частичного осветления циркулирующей суспензии и удаления кристаллов соли из аппарата. Угол наклона конического днища должен быть больше угла естественного откоса кристаллизующейся массы. [c.20] При конструировании выпарных аппаратов данного типа применяли греющие трубки диаметром 38 и 57 мм, длиной от 2000 до 4000 мм. Диаметр обратной циркуляционной трубы выбирают из условия равенства площади ее сечения суммарному сечению греющих трубок. Основные размеры греющих камер и парового пространства аппаратов с внутренней циркуляционной трубой были нормализованы (табл. 1). [c.21] Для уменьшения скорости инкрустации греющих трубок выпаривание солесодержащих растворов с выделением твердой фазы в выпарных аппаратах с внутренней обратной циркуляционной трубой обычно осуществляют при вакууме в сепараторе при залитой греющей поверхности раствором высотой 300—400 мм. [c.21] Недостатки данной конструкции низкий коэффициент теплопередачи [0,7(—1,4 кВт/(м2-К)] малая скорость циркуляции раствора (0,5—0,8 м/с) частые остановки аппарата на промывку (через 8—20 ч) вследствие зарастания солями теплопередающей поверхности жесткое крепление трубного пучка к корпусу аппарата, что является причиной нарушения плотности вальцовочных соединений. [c.21] Недостаток этих аппаратов — неравномерность распределения раствора по трубкам (при поверхностях более 200 м ), что приводит к уменьшению скорости движения раствора в отдельных трубках и, как следствие, к снижению коэффициента тенлонередачи. [c.22] В промышленности применяют выпарные аппараты с соосной и вынесенной греющими камерами. Выпарные аппараты с соосной греющей камерой имеют меньшее гидравлическое сопротивление, а следовательно, их удельная производительность несколько выше, чем в аппаратах с вынесенной греющей камерой. Однако при соосном размещении греющей камеры затрудняется доступ к греющим трубкам, т. е. их чистка и ремонт. В связи с этим, если в процессе эксплуатации аппаратов на поверхностях теплообмена образуется труднорастворимая накипь, которую удаляют механическим, гидравлическим или гидромеханическим способом, необходимо применять выпарные аппараты с вынесенной греющей камерой. [c.23] Эти аппараты целесообразно применять также и в случаях, если возникает необходимость в частых остановках аппарата на ремонт. [c.23] Циркуляция раствора в аппарате осуществляется по контуру сепаратор — циркуляционная труба — греющая камера — труба вскипания — сепаратор. Движущийся по греющим трубкам раствор перегревается в них относительно температуры его кипения в сепараторе и, попадая в трубу вскипания, закипает. Кипение раствора в трубе вскипания происходит в зоне, где давление достигает величины, соответствующей температуре насыщения. Образующаяся в трубе вскипания парорастворная смесь вместе с кристаллами соли выбрасывается в сепаратор, где разделяется на паровую, жидкую и твердую фазы. Вторичный пар, проходя сепаратор и брызгоотделитель, освобождается от уносимых капель раствора и выходит из аппарата через штуцер Б. Кристаллы соли вместе с раствором циркулируют по контуру аппарата и выводятся из аппарата через щтуцер Д. [c.24] Недостатки выпарных аппаратов без частичного осветления циркулирующей суспензии уменьшение скорости циркуляции вследствие увеличения вязкости и плотности из-за большого содержания твердой фазы в контуре (30—40%) закупоривание трубок греющей камеры комками соли (см. гл. I). Эти явления приводят к снижению производительности аппаратов, уменьшению времени их работы между промывками и усложнению процесса промывки (необходимо промывать каждую трубку отдельно). В связи с изложенным применение выпарных аппаратов без частичного осветления циркулирующей суспензии для выпаривания солесодержащих растворов на стадии выделения твердой фазы нецелесообразно. [c.24] Указанного недостатка лишены выпарные аппараты с частичным осветлением циркулирующей суспензии, показанные на рис. И—13 (позиции и назначение штуцеров — см. текст к рис. 10). В отличие от аппарата, показанного на рис. 10, эти аппараты в своем контуре имеют зону отстоя (солеотделитель 6). Такое решение позволяет предохранить греющие трубки от попадания комков и образования наростов, что предотвращает их закупоривание. Время работы аппаратов с частичным осветлением раствора знач1ггельно превышает время работы аппаратов без осветления раствора. [c.24] Выпарной аппарат со встроенным солеотделителем (см. рис. 11) наиболее целесообразно применять для растворов солей аморфной или мелкокристаллической структуры (например, MnSO4), требующих длительного времени (до 25 с) для снятия пересыщения. Для выпаривания солей крупнокристаллической структуры (например, водный раствор Na l, ЫагСОз), пересыщение которых можно снять за О—15 с, целесообразно применять выпарные аппараты, показанные на рис. 12 и 13. [c.24] Эффективность работы выпарных аппаратов с естественной циркуляцией зависит от полезной разности температур, конструктивного оформления контура циркуляции, физико-химических свойств раствора, условий проведения процесса выпаривания и его стабильности. [c.26] Минимальное значение полезной разности температур, обеспечивающей устойчивую циркуляцию по контуру аппарата, в зависимости от приведенных выще факторов колеблется в пределах 12— 20 град при этом скорость движения раствора по трубкам 1,0— 1,8 м/с, коэффициент теплопередачи 1,4—2,2 кВт/(м2-К). [c.26] Техническая характеристика типовых выпарных аппаратов для солесодержащих растворов приведена в табл. 2. [c.26] Примечания Для аппаратов всех указанных типоразмеров длина греющих трубок 5000 мм, диаметр 38X2 мм. [c.26] Если режим работы выпарного аппарата неустойчив, т. е. полезная разность температур изменяется, и при выпаривании образуется большое количество мелких кристаллов соли (размером менее 200 мкм), то наиболее целесообразно применять выпарной аппарат с двойным солеотделителем (см. рис. 13). [c.26] Вернуться к основной статье