Siltummaiņas tehnoloģiskie procesi tiek plaši izmantoti dažādās nozarēs, lai radītu nepieciešamos apstākļus iekārtu, kā arī ražošanas sagatavju apstrādei vai temperatūras stāvokļa maiņai. Uzņēmumos, kur tiek izvirzīti uzdevumi mainīt šķidrās vides īpašības, siltumu var izmantot kā līdzekli vārīšanās uzturēšanai. Tehniski līdzīgas problēmas tiek atrisinātas ar iztvaicētāju palīdzību, kas nodrošināti ar īpašu funkcionālo komponentu komplektu siltuma apmaiņas procesa organizēšanai.
Kas ir iztvaikošanas process?
Rūpniecības sektorā iztvaicēšana tiek uzskatīta par šķidru šķīdumu koncentrēšanas metodi, kuras pamatā ir mazgaistošas vai negaistošas vielas, kas izšķīdinātas gaistošos aktīvos maisījumos. Rezultātā šis process tiek veiktsšķīdinātāja iztvaikošana vārīšanās laikā. Šī procedūra visbiežāk tiek pakļauta sārmiem, sāļiem, kā arī šķidrumiem ar augstu viršanas temperatūru. Bet katrā gadījumā procesa galvenais uzdevums ir iegūt tīru šķīdinātāju vai atsevišķas vielas augstā koncentrācijas pakāpē. Ja runājam par konkrētas šķīduma sastāvdaļas mērķtiecīgu attīrīšanu, tad iztvaicēšanas procesu var papildināt ar kristalizācijas darbību, kurā iespējama mērķa vielas veidošanās cietā veidā.
No tehnoloģiskā viedokļa iztvaikošana ir vairāku siltuma apmaiņas darbību kombinācija. Šī procesa tehniskās organizācijas sarežģītība rada nepieciešamību izmantot īpašu aprīkojumu. Šajā kvalitātē tiek izmantots vakuuma iztvaicētājs ar optimizētu konstrukciju, kas paredzēts galveno iztvaikošanas procesu, kā arī palīgoperāciju veikšanai. Ir svarīgi paturēt prātā, ka iztvaikošana ir saistīta ar agresīvu vielu izmantošanu - karstiem šķidrumiem, gāzēm, ūdens tvaiku utt. Tam pievieno nelabvēlīgu fonu no mērķa ķīmiski aktīvām vielām. Šie un citi nelabvēlīgas tehnoloģiskās ietekmes faktori liek iztvaicētāju montāžai izmantot īpašus materiālus, kas paaugstina konstrukciju aizsargājošās īpašības.
Iztvaicētāja pamatierīce
Lielākā daļa mūsdienu rūpniecisko iztvaicētāju izmanto daudzkomponentu sistēmu, kuras pamatā ir siltummainis ar kondensatoru un iztvaicēšanas kameru. Lai optimizētu procesu un efektīvāku šķīdumu koncentrēšanu, klātbūtneseparators ir iekārta, kas tiek savienota atsevišķā secībā caur gāzes vadu un organizē sekundārā tvaika noņemšanu. Biežāk tiek izmantoti ārējā tipa separatori, kas darbojas centrbēdzes spēka apstākļos. Kas ir būtiski atšķirīgs vakuuma iztvaicētājs? Vakuuma izveidošana ļauj sasniegt mīkstas iztvaikošanas efektu. Tas nodrošina divus pozitīvus punktus - iztvaikošanas procesa paātrinājumu (apkalpotais šķīdums pavada mazāk laika kamerā) un koncentrētās vielas kvalitātes pieaugumu. Izlaides produktus var izmantot citās tehnoloģiskajās operācijās tajā pašā mērķa apstrādes uzņēmumā. Lai to izdarītu, tiek organizēta atsevišķu moduļu savienošana ar izplūdes plūsmām, pateicoties kurām tiek veikta ne tikai lieko gāzu maisījumu noņemšana, bet tiek nodrošināta plūsmas regulēšana ar nepieciešamajiem piegādes parametriem spiediena spēka un kustības ziņā. ātrumu. Turklāt daudzus iztvaicētājus pēc izvēles var savienot pārī ar priekšapstrādes vai atkritumu atšķaidīšanas iekārtām, lai atbilstu to procesu prasībām, kuros var atkārtoti izmantot vienu un to pašu gāzi.
Aparāts ar piespiedu cirkulāciju
Dizaina pamatā ir vertikāls vai horizontāls apvalka un cauruļu siltummainis ar sildīšanas kameru un koncentrisku separatoru. Darba procesu atbalsta cirkulācijas sūkņa stacija un zibspuldzes tvertne. Parasti darba maisījumu piespiedu pārvietošanas process tiek īstenots dubultā apvalka iztvaicētājos arpretstrāvas cirkulācijas shēma. Kā daļa no šādām ierīcēm ir arī ierīce destilācijai un tvaika attīrīšanai no organiskiem un sāls savienojumiem. Piespiedu cirkulācijas iztvaicētāja vidējā jauda ir aptuveni 9000 kg/h, un koncentrācijas attiecība sasniedz 65%.
Šāda agregāta darbības laikā šķidrums cirkulē pa sildīšanas kameras kontūrām, pateicoties sūkņa radītajam spēkam. Kamerā šķidruma temperatūra tiek sasildīta līdz viršanas temperatūrai, pēc kuras spiediens separatora blokā tiek strauji samazināts. No šī brīža sākas aktīvās daļas šķidruma iztvaikošanas process. Kādas ir šāda veida vienību izmantošanas priekšrocības? Tas ir visefektīvākais risinājums, strādājot ar viskoziem un problemātiskiem piesārņotiem maisījumiem. Piemēram, sāls šķīdumu iztvaicēšanai šī iespēja ir piemērotāka nekā viena efekta iztvaicētāji, kas var uzrādīt lielāku cirkulācijas ātrumu, taču to jauda nebūs pietiekama, lai nodrošinātu pat vidēju produktivitātes līmeni. Starp citu, mūsdienu iztvaicētāji ar piespiedu cirkulāciju veic viršanas un iztvaicēšanas darbības nevis uz apkures sienām galvenajā kamerā, bet gan separatorā, tādējādi tiek samazināts galvenās darba vienības piesārņojums.
Iztvaicētāji ar plākšņu siltummaini
Šādu instalāciju dizaina iezīme ir īpašu plākšņu klātbūtne, kuru dēļ darba vide tiek virzīta caur sildīšanas kameru pa mainīgiem kanāliem. Plākšņu blīvēšanai tiek izmantotas īpašas blīves - tās arī irveic siltumizolācijas funkciju, kas palielina siltuma pārneses efektivitāti.
Parasti tie ir daudzefektu iztvaicētāji ar jaudu aptuveni 15 t/h. Ūdens sildīšanas plūsmas un mērķa produkts virzās pretplūsmā pa saviem kanāliem, izdalot daļu enerģijas. Spēku nesēju kustībai ģenerē tas pats cirkulācijas sūknis, tomēr plākšņu dizains ir paredzēts, lai atbalstītu ķēdes turbulences efektu, kas samazina nepieciešamo jaudas potenciālu, lai atbalstītu produkta un dzesēšanas šķidruma pārnesi. Aktīvās siltuma apmaiņas rezultātā darba vide vārās, pēc tam veidojas tvaiks. Šķidru produktu atlikumi tiek nogriezti separatora blokā centrbēdzes spēka dēļ.
Šis ir viens no retajiem gadījumiem, kad runa ir par universālo iztvaicētāju pēc iespējas strādāt ar dažādiem tehnoloģiskiem medijiem. Jo īpaši iztvaicētāja iekārtas ar plākšņu siltummaini darbības princips ļauj izmantot tvaika gāzi un ūdens vidi. Tajā pašā laikā tiek nodrošināta augsta koncentrācijas kvalitāte, jo iztvaikošana tiek veikta vienmērīgi maigā režīmā vienā piegājienā. Pats dizains ir maksimāli optimizēts izmēros, kas atvieglo uzstādīšanu un tehniskos pasākumus. Tātad uzstādīšanas telpas augstums ar visām komunikācijām un pieslēguma caurulēm šādai ierīcei ir 3-4 m.
Trīs efektu dabiskās cirkulācijas iztvaicētāji
Strukturāli šādas ierīces izceļas ar īssavienojumuvertikāli novietots siltummainis un separatora augšējais novietojums. Darba šķidrums tiek piegādāts no apakšas, pēc tam tas paceļas pa apkures caurulēm caur kameru. Tiek īstenots augšupejošās plēves jeb gāzes pacēlāja princips. Ja naftas un gāzes laukos produktu izdala saistītā gāze, tad trīs trauku iztvaicētāja gadījumā karstie tvaiki paceļ šķidrumu pa čaulas un caurules ķēdēm. Viss process notiek uz vārīšanās fona. Šķidrums, kas atdalīts no tvaikiem, tiek novadīts caur atgriešanas cauruli uz siltummaini, pēc kura tas atkal tiek nosūtīts uz separatoru nākamajai atdalīšanas sesijai. Šo procesu atkārto vairākas reizes, līdz tiek sasniegts vēlamais koncentrācijas līmenis.
Iztvaikošanas ātrumu šajā gadījumā nosaka temperatūras starpība sildīšanas kamerā un viršanas vienībā. Abus indikatorus var regulēt ar automātisko vadību. Dabiskā cirkulācija vakuuma iztvaicētājā nodrošina augstu īpatnējo jaudu ar ātru iedarbināšanu. Bet nevajadzētu paļauties uz tādu šķīdumu uzturēšanu, kas satur sarežģītus vai termiski nestabilus savienojumus. Šī ir augsti specializēta iekārta, kuras aprēķins tiek veikts ķīmiskajai un pārtikas rūpniecībai, kur nepieciešams veikt punktu atdalīšanas operācijas ar nelielu jaudas slodzi. Piemēram, glicerīna iztvaicētāji nodrošina apstrādes ātrumu 3600 kg/h.
Kā darbojas barometriskais kondensators
Dažādībasajaukšanas siltummaiņi, kuri neveic darba vides virsmas atdalīšanu pārplūdes procesā, bet pieļauj to samaisīšanu. Citiem vārdiem sakot, karsēšanas brīdī nosacītais koncentrētais šķīdums var nonākt saskarē ar procesa karsto vidi, ko attēlo tvaiks vai ūdens. Pats barometriskais kondensators ir daļa no sarežģītas iztvaicētāja iekārtas, kas veic dzesēšanas ūdens un sekundārā tvaika sajaukšanas procesus. Tā kā jaunizveidotā kondensāta tilpumi ir mazāki par tvaika tilpumu, rodas dabisks vakuums. Lai to uzturētu, nepieciešams no kondensatora izņemt atmosfēras gaisu, kas tur tiek nosūtīts kopā ar dzesēšanas šķidruma plūsmām. Dažās konstrukcijās gaiss var iekļūt arī caur kondensatora korpusa defektiem. Jaukto maisījumu izvadīšana no kondensatora tiek veikta caur barometrisko cauruli. Tas ir iepriekš iegremdēts šķidrumā un veido hidraulisku blīvējumu, kas neļauj gaisam iekļūt kondensatorā.
Kapacitatīvā aparāta darbības princips
Īpašs aprīkojums tehnoloģiskajiem iztvaikošanas procesiem. Galvenā atšķirība starp kapacitatīvām vienībām darbības principa ziņā ir brīvas cirkulācijas režīma atbalsts, kas tiek panākts, pateicoties siltummaiņas sistēmas ķēžu atrašanās vietas iekšējai konfigurācijai. Siltummaiņas tīkla infrastruktūru veido cauruļu saišķi, spoles un citi elementi, kas rada apstākļus daudzpakāpju un daudzos aspektos.sarežģīts siltumenerģijas pārneses process. Starp citu, kapacitatīvos iztvaicētājus praktiski neizmanto darbā ar viskoziem, siltumjutīgiem un kristalizējošiem šķīdumiem tieši brīvas, bet lēnas plūsmu cirkulācijas dēļ. Turklāt siltuma pārneses koeficienti šajā sistēmā ir mazi, kas negatīvi ietekmē kopējo iztvaikošanas veiktspēju. Kā kapacitatīvās ierīces sevi attaisno? Tos veiksmīgi izmanto maza tonnāžas nozarēs, kur siltuma pārneses koeficients ar izlaides apjomiem nav tik nozīmīgs. Kapacitatīvo iztvaicētāju iekšējais izvietojums ar visiem tā trūkumiem paver daudz iespēju virzītas cirkulācijas organizēšanai, kas ir ļoti svarīgi uzņēmumos ar zemu strukturālo mobilitāti, savienojot sakaru kanālus.
Iztvaicētāja aprēķins
Integrētā iztvaicētāja konstrukcijā katrai sastāvdaļai tiek veikti individuāli aprēķini, jo ražošanas procesa īpašības katrā posmā var mainīties. Kā sākotnējie dati parasti tiek izmantoti šādi:
- aptuvenais tvaika spiediens;
- koncentrēšanās siltums;
- sākotnējā risinājuma īpašības;
- siltuma zudumu līmenis;
- siltuma pārneses koeficients;
- dizaina parametri, kas jau ir iestatīti un kurus nevar mainīt.
Trīs efektu iztvaicētāja iekārtām aprēķinu ar iepriekš minētajiem sākotnējiem datiem var veikt, izmantojot vairākus parametrus vienlaikus, tostarp cirkulācijas sūkņa jaudu, sildīšanas kameras tilpumu,maksimālais apkalpojamā šķidruma daudzums utt. Svarīgākie projektēšanas uzdevumi ietver viena un tā paša barometriskā kondensatora, separatora projektēšanas aprēķinu un cauruļvadu elementu raksturlielumu noteikšanu. Jo īpaši iztvaikošanas intensitāte sistēmās ar nepārtrauktu iztvaikošanu būs atkarīga no sprauslu diametra un pārejas cauruļu garuma.
Darbplūsmas prasības
Aprēķinātie rādītāji iztvaikošanas procesa organizēšanai var nedot gaidīto efektu, ja netiek ievērotas ārējās vides prasības. Daudz kas būs atkarīgs no apstākļiem telpā, kurā iekārta tiek izmantota. Atbilstoši prasībām vienreizējos iztvaicētājus var izmantot tikai telpās ar platību vismaz 4,5 m2 un 3,2 m augstumu līdzīgi kā skurstenim. Nebūs lieki nodrošināt regulējamu pārsegu ar vārtiem un vilces iestatījumu.
Ventilācijas sistēma ir projektēta saskaņā ar īpašiem noteikumiem. Tajā jāiekļauj ieplūdes kanāli un izplūdes sistēmas ar tiešu savienojumu ar zonām, kur tieši tiek veikts iztvaikošanas process. Ir skaidrs, ka sarežģītai ventilācijas sistēmai, kas darbojas regulārā režīmā divos virzienos, būs nepieciešams nopietns jaudas atbalsts. Bet tajā pašā laikā kanālu un darbības iekārtu radītais troksnis nedrīkst pārsniegt 75 dB. Un tas nemaz nerunājot par atbilstību prasībām uguns unelektriskā drošība. Ja iztvaicētājs regulāri strādā ar gāzu maisījumiem, tad jāorganizē īpaša gaisa degazēšanas sistēma. Tas var būt daļa no viena siltuma apmaiņas komunikāciju kompleksa, kas dažos darbības aspektos ļaus papildināt abu sistēmu funkcijas.
Secinājums
Iztvaikošanas un koncentrēšanas operācijas nozarēs jau sen tiek izmantotas gan kā galvenie, gan kā sekundārie tehnoloģiskie procesi. Vairumā gadījumu šādā veidā tiek sagatavoti materiāli turpmākajiem produkcijas ražošanas vai tehnisko līdzekļu sagatavošanas posmiem. Vakuuma iztvaicētājus un iekārtas var uzskatīt par vienu no visproduktīvākajiem instrumentiem šādu problēmu risināšanai. Augsti veiktspējas rādītāji ir izskaidrojami ar cirkulācijas iztvaicētāja funkcijas klātbūtni, kas darbojas no ārēja barošanas avota sūkņu stacijas formā. Cirkulācijas grupas mijiedarbībai ar apkures kameru un separatoru ir dažādas kombinācijas, taču principā šāda veida daudzkomponentu sistēmas nodrošina visaugstāko tehnoloģiskās darbības veiktspēju gan produkta koncentrācijas kvalitātes, gan sildīšanas dinamikas ziņā. iztvaikošanas process.
