Розділ 3. Розрахунок випарних апаратів

В хімічній, харчовій, фармацевтичній та інших галузях промисловості для концентрування рідких розчинів нелетких, або малолетких речовин широко використовують випарювання. Властивості розчинів, які випарюють, визначають основні вимоги, що ставляться до умов проведення процесу та до конструкцій випарних апаратів.

Так процеси випарювання проводять під вакуумом, за підвищеного або атмосферного тисків. Найпоширенішим є перший спосіб, який дозволяє проводити процес за нижчих температур, дає змогу зменшити поверхню нагрівання випарного апарата та використовувати гріючий агент з нижчими робочими параметрами.

Випарювання здійснюють в окремих випарних апаратах, або у багатокорпусних випарних установках, де досягається значна економія первинної пари. Схеми багатокорпусних випарних установок відрізняються за тиском вторинної пари в останньому корпусі і поділяються на ті, що працюють під розрідженням, та такі, що працюють під надлишковим тиском.

Найрозповсюдженішими є установки першого типу, які працюють за прямотечійною схемою руху гріючої пари та розчину. В промисловості також використовують протитечійні випарні установки для випарювання розчинів до високих кінцевих концентрацій, а також у випадку, коли в’язкість розчину суттєво зростає за збільшення його концентрації. Однак даний спосіб вимагає використання циркуляційних насосів для перекачування розчину з корпусу в корпус, що значно ускладнює і збільшує вартість установки.

Для випарювання насичених розчинів, в яких знаходяться частинки твердої фази, а також у разі, якщо немає необхідності одержання випареного розчину високої концентрації, використовують багатокорпусні випарні установки з паралельним живленням корпусів.

Вибір необхідної конструкції випарного апарату проводять за типом поверхні нагрівання, розміщенням поверхні нагрівання в просторі, видом теплоносія, видом і кратністю циркуляції розчину.

Така велика кількість вимог створює певні незручності при правильному виборі схеми випарних установок, типу апарату, числа ступеней у багатокорпусній випарній установці і є завданням оптимального пошуку та виконується техніко-економічним порівнянням різних варіантів.

В літературі описано багато методів розрахунку випарних установок, які включають ті чи інші припущення, що зменшують точність кінцевого результату. В наведеній нижче методиці розрахунку випарних установок розглянуто окремо одно- та багатокорпусні вакуум-випарні установки з природною циркуляцією розчину. У випадку проектування багатокорпусної вакуум-випарної установки запропонована прямотечійна схема, яка найчастіше використовується в промисловості, а методика розрахунку базується на умові рівності поверхонь нагрівання корпусів, що дозволяє в реальних умовах використовувати однакові за розмірами апарати установки та забезпечити їх взаємозамінність. Також дано рекомендації по розрахунку випарників іншого конструктивного виконання: з примусовою циркуляцією розчину, винесеною зоною кипіння, плівкових апаратів.

Розрахунок випарної установки складається з трьох основних частин: технологічний і конструктивний розрахунки та розрахунок допоміжного обладнання.

Дата добавления: 2017-02-01