СПОСОБЫ ВЫПАРИВАНИЯ( 3 слайд)

ВЫПАРИВАНИЕ РАСТВОРОВ( 2 слайд)

Выпаривание — это процесс концентрирования растворов твердых нелетучих веществ путем частичного испарения раство­рителя при кипении жидкости, т. е. когда давление пара над рас­твором равно давлению в рабочем объеме аппарата.

 

Выпаривание применяют для концентрирования растворов не­летучих веществ, выделения из раствора чистого растворителя (дистилляция) и кристаллизации растворенных веществ, т. е. вы­деления нелетучих веществ в твердом виде.

 

Выпаривание для концентрирования растворов используют в производстве минеральных удобрений, сахара, белкововитаминных концентратов, кормовых дрожжей, т. е. органических полу­продуктов. Выпаривание применяют также при концентрирова­нии водных растворов щелочей солей (NaCl, NH4NO3, Na₂S0₄), для регенерации различных растворов с целью возврата их в технологический цикл, термического обез­вреживания промышленных стоков и т. п.

 

Для получения нелетучих веществ в твердом виде выпарен­ный раствор подвергают последующей кристаллизации, что значительно облегчает хранение, транспортировку и переработку.

 

В технологических процессах химической промышленности наиболее часто выпаривают водные растворы различных нелету­чих веществ.

СПОСОБЫ ВЫПАРИВАНИЯ( 3 слайд)

Для нагревания выпариваемых растворов до кипения исполь- еуют топочные газы, электрообогрев и высокотемпературные теп­лоносители, но наибольшее применение находит водяной пар,- характеризующийся высокой удельной теплотой конденсации и высоким коэффициентом теплоотдачи. Пар, используемый для обогрева аппарата, называют первичным, а пар, образующийся при кипении раствора, — вторичным.

 

Нагревание выпариваемого раствора и большинстве аппара­тов осуществляется путем передачи теплоты через стенку и толь­ко при обогреве топочными газами — путем непосредственного соприкосновения с нагреваемым раствором.

 

Выпаривание ведут под вакуумом, при атмосферном и повы­шенном давлениях.

 

При выпаривании под вакуумом снижается температура ки­пения раствора, что дает возможность использовать для обо­грева аппарата пар низкого давления. Этот способ применим при выпаривании растворов, чувствительных к высокой температуре. Кроме того, имеются потери теплоты в окружающую среду и увеличивается полезная разность температур греющего пара и кипящего раствора, что позволяет сократить поверхность тепло­обмена и габариты аппарата.

 

При выпаривании под атмосферным давлением, образующий­ся вторичный пар обычно не используется и выбрасывается в атмосферу.

Выпаривание под повышенным давлением вызывает повы­шение температуры ки

пения раствора и дает возможность ис­пользования вторичного пара для обогрева других корпусов вы­парной установки с меньшим давлением. Кроме того, вторичный пар может быть использован для других теплотехнических целей '.(экстра-пар).

 

ВЫПАРНЫЕ АППАРАТЫ (4 слайд, 5 слайд)

Слайд

Процесс выпаривания- проводится в выпарных аппаратах. При работе с небольшими количествами растворов при атмо­сферном давлении, а часто и под вакуумом применяют одиночные выпарные аппараты, называемые однокорпусными выпарными установками. В этом случае теплота греющего пара используется однократно, а теплота вторичного пара обычно не используется.

 

Для экономии греющего пара применяют многокорпусные вы­парные установки, которые состоят из нескольких выпарных ап­паратов, где вторичный пар, уходящий из любого предыдущего корпуса, является греющим паром для последующего, в котором раствор кипит при более низком давлении. При этом давление в последовательно соединенных корпусах снижается так, чтобы со­хранить достаточную разность температур между кипящим рас­твором и греющим паром в каждом корпусе. Вторичный пар по­следнего корпуса поступает в конденсатор (если последний кор­пус работает под вакуумом) или передается на сторону (если процесс в последнем корпусе установки проходит под повышен­ным давлением).

Слайд

 

Экономичность выпарной установки достигается также пу­тем повышения давления вторичного пара в результате сжатия при помощи турбокомпрессора или инжектора до давления пер­вичного пара с последующим использованием его в том же вы­парном аппарате. Выпарной аппарат, работающий по такому Принципу, называется выпарным аппаратом с тепловым насо­сом (или с термокопрессией).

 

Слайд

 

По принципу работы выпарные аппараты разделяются на пе­риодически- и непрерывнодействующие. Периодическая выпарка применяется при малой производительности установки пли для получения высоких концентраций- При этом подаваемый в аппа­рат раствор выпаривается до необходимой концентрации, сли­вается и аппарат загружают новой порцией исходного раствора.

В установках непрерывного действия исходный раствор не­прерывно подается в аппарат, а упаренный раствор непрерывно выводится из него.

В химической промышленности в основном применяют непре­рывнодействующие выпарные установки с высокой производи­тельностью за счет сильно развитой поверхности нагрева (до 2500 м² в единичном аппарате). Они более экономичны в тепло­вом отношении, так как отсутствуют потери теплоты па перио­дический разогрев аппарата.