Teknologiske prosesser for varmeveksling er mye brukt i ulike bransjer for å skape de nødvendige forholdene for prosessering eller endring av temperaturtilstanden til utstyr, samt produksjonsemner. Ved virksomheter hvor oppgavene er satt til å endre egenskapene til flytende medier, kan varme brukes som et middel for å opprettholde kokingen. Teknisk sett løses lignende problemer ved hjelp av fordampere utstyrt med et spesielt sett med funksjonelle komponenter for organisering av varmevekslingsprosessen.
Hva er fordampningsprosessen?
I industrisektoren anses fordampning som en metode for å konsentrere flytende løsninger, som er basert på lite flyktige eller ikke-flyktige stoffer oppløst i flyktige aktive blandinger. Denne prosessen utføres som et resultatfordampning av løsningsmidlet under koking. Denne prosedyren er oftest utsatt for alkalier, s alter, samt høytkokende væsker. Men i hvert tilfelle er prosessens hovedoppgave å oppnå et rent løsningsmiddel eller individuelle stoffer i høy konsentrasjonsgrad. Hvis vi snakker om målrettet rensing av en spesifikk komponent i løsningen, så kan fordampningsprosessen suppleres med en krystalliseringsoperasjon, der dannelsen av målstoffet i fast form er mulig.
Fra et teknologisk synspunkt er fordampning en kombinasjon av en rekke varmevekslingsoperasjoner. Kompleksiteten til den tekniske organiseringen av denne prosessen nødvendiggjør bruk av spesialutstyr. I denne egenskapen brukes en vakuumfordamper med optimalisert design, designet for å utføre hovedfordampningsprosessene, samt hjelpeoperasjoner. Det er viktig å huske på at fordampning innebærer bruk av aggressive medier - varme væsker, gasser, vanndamp, etc. I tillegg kommer den ugunstige bakgrunnen fra målkjemisk aktive stoffer. Disse og andre faktorer med ugunstig teknologisk påvirkning krever bruk av spesielle materialer for montering av fordampere, noe som øker de beskyttende egenskapene til strukturene.
Grunnleggende enhet for fordamperen
De fleste moderne industrielle fordampere bruker et flerkomponentsystem basert på en varmeveksler med en kondensator og et fordampningskammer. For å optimalisere prosessen og mer effektiv konsentrasjon av løsninger, tilstedeværelsen avseparator er en enhet som er koblet i en separat rekkefølge gjennom gasskanalen og organiserer fjerning av sekundær damp. Separatorer av ekstern type er mer vanlig brukt, som opererer under sentrifugalkraftsforhold. Hva er fundament alt annerledes vakuum fordamper? Å lage et vakuum lar deg oppnå effekten av myk fordampning. Dette gir to positive punkter - akselerasjonen av fordampningsprosessen (den betjente løsningen bruker mindre tid i kammeret) og en økning i kvaliteten på det konsentrerte stoffet. Utgangsproduktene kan brukes i andre teknologiske operasjoner i samme målforedlingsforetak. For å gjøre dette organiserer de tilkoblingen av individuelle moduler med utløpsstrømmer, takket være at ikke bare fjerning av overflødige gassblandinger utføres, men reguleringen av strømmen er sikret med de nødvendige leveringsparametrene når det gjelder trykkkraft og bevegelse hastighet. Dessuten kan mange fordampere valgfritt sammenkobles med forbehandlings- eller avfallsfortynningsenheter for å møte kravene til prosesser der den samme gassen kan gjenbrukes.
Apparat med tvungen sirkulasjon
Designet er basert på en vertikal eller horisontal skall-og-rør varmeveksler med et varmekammer og en konsentrisk separator. Arbeidsprosessen støttes av en sirkulasjonspumpestasjon og et flashbeholder. Vanligvis implementeres den tvungne prosessen med bevegelse av arbeidsblandinger i dobbeltskallfordampere medmotstrøms sirkulasjonsordning. Som en del av slike enheter er det også en enhet for destillasjon og damprensing fra organiske og s altforbindelser. Gjennomsnittlig kapasitet til den tvungne sirkulasjonsfordamperen er ca. 9000 kg/t, og konsentrasjonsforholdet når 65%.
Under driften av en slik enhet sirkulerer væsken langs konturene til varmekammeret på grunn av kraften fra pumpen. I kammeret bringes væskens temperatur til kokepunktet, hvoretter trykket i separatorblokken reduseres kraftig. Fra dette øyeblikket begynner prosessen med aktiv fordampning av en del av væsken. Hva er fordelene med å bruke denne typen enhet? Dette er den mest effektive løsningen ved håndtering av viskøse og problematiske forurensede blandinger. For eksempel, for fordampning av s altvannsløsninger, er dette alternativet mer hensiktsmessig enn enkelteffektfordampere, som kan vise en høyere sirkulasjonshastighet, men kraften deres vil ikke være nok til å gi til og med et gjennomsnittlig produktivitetsnivå. Forresten, moderne fordampere med tvungen sirkulasjon utfører koke- og fordampningsoperasjoner ikke på varmeveggene i hovedkammeret, men i separatoren, slik at forurensning av hovedarbeidsenheten minimeres.
Fordampere med platevarmeveksler
Designfunksjonen til slike installasjoner er tilstedeværelsen av spesielle plater, på grunn av hvilke arbeidsmediet ledes gjennom varmekammeret langs vekslende kanaler. For å forsegle platene brukes spesielle pakninger - det er de ogsåutføre funksjonen til termisk isolasjon, som øker effektiviteten av varmeoverføring.
Dette er som regel multieffektfordampere med en kapasitet på ca. 15 t/t. Varmestrømmene av vann og målproduktet beveger seg i motstrøm langs kanalene deres, og avgir en del av energien. Kraften for bevegelse av media genereres av den samme sirkulasjonspumpen, men utformingen av platene er designet for å støtte effekten av turbulens i kretsen, noe som reduserer det nødvendige kraftpotensialet for å støtte overføringen av produktet og kjølevæsken. Som et resultat av aktiv varmeveksling koker arbeidsmediet, hvoretter det dannes damp. Flytende restprodukter kuttes av i separatorblokken på grunn av sentrifugalkraft.
Dette er et av få tilfeller når det gjelder en universalfordamper når det gjelder evnen til å jobbe med ulike teknologiske medier. Spesielt tillater driften av et fordamperanlegg med en platevarmeveksler bruk av dampgass og vandige medier. Samtidig sikres en høy konsentrasjonskvalitet, siden fordampningen utføres jevnt i en skånsom modus i en omgang. Selve designet er maksim alt optimalisert i størrelse, noe som letter installasjon og tekniske tiltak. Så høyden på installasjonsplassen med all kommunikasjon og tilkoblingsrør for en slik enhet er 3-4 m.
Tre-effekts naturlig sirkulasjonsfordampere
Strukturelt sett kjennetegnes slike enheter ved tilstedeværelsen av en kortslutningvertik alt plassert varmeveksler og den øvre plassering av separatoren. Arbeidsvæsken tilføres nedenfra, hvoretter den stiger gjennom varmerørene gjennom kammeret. Prinsippet om en stigende film eller gassløft er implementert. Hvis det i olje- og gassfelt, assosiert gass utfører produktet, vil i tilfelle av en tre-fartøys fordamper, varme damper løfte væsken langs skall-og-rør-kretsene. Hele prosessen foregår på bakgrunn av koking. Væsken som skilles fra dampen føres gjennom returrøret til varmeveksleren, hvoretter den igjen sendes til separatoren for neste separasjonsøkt. Denne prosessen gjentas flere ganger til ønsket konsentrasjonsnivå er nådd.
Fordampningshastigheten i dette tilfellet bestemmes av temperaturforskjellen i varmekammeret og kokeenheten. Begge indikatorene kan justeres med automatisk kontroll. Den naturlige sirkulasjonen i vakuumfordamperen tillater en høy spesifikk kapasitet med rask oppstart. Men man bør ikke stole på vedlikehold av løsninger som inneholder komplekse eller termisk ustabile forbindelser. Dette er et høyt spesialisert utstyr, hvis beregning er laget for kjemisk industri og næringsmiddelindustri, hvor det er nødvendig å utføre punktseparasjonsoperasjoner med liten kapasitetsbelastning. For eksempel gir glyserinfordampere en prosesseringshastighet på 3600 kg/t.
Hvordan en barometrisk kondensator fungerer
Variasjonblande varmevekslere, som ikke utfører overflateseparasjon av arbeidsmedier i prosessen med overløp, men tillater deres blanding. Med andre ord, i oppvarmingsøyeblikket kan den betingede konsentrerte løsningen komme i kontakt med det varme prosessmediet representert ved damp eller vann. Selve den barometriske kondensatoren er en del av et komplekst fordamperanlegg, som utfører prosessene med å blande kjølevann og sekundærdamp. Siden volumene av det nydannede kondensatet er mindre enn volumet av damp, oppstår et naturlig vakuum. For å opprettholde det er det nødvendig å fjerne atmosfærisk luft fra kondensatoren, som sendes dit sammen med kjølevæskestrømmene. I noen design kan luft også komme inn gjennom defekter i kondensatorhuset. Utgangen av blandede blandinger fra kondensatoren utføres gjennom et barometrisk rør. Den er nedsenket på forhånd i væsken og danner en hydraulisk tetning som hindrer luft i å gå inn i kondensatoren.
Operasjonsprinsippet til det kapasitive apparatet
En spesiell type utstyr for teknologiske fordampningsprosesser. Hovedforskjellen mellom kapasitive enheter når det gjelder driftsprinsippet er støtten til fri sirkulasjonsmodus, som oppnås på grunn av den interne konfigurasjonen av plasseringen av kretsene i varmevekslingssystemet. Infrastrukturen til varmevekslingsnettverket er dannet av rørbunter, spoler og andre elementer som skaper forutsetninger for et flertrinns og i mange henseendervanskelig prosess for overføring av termisk energi. Forresten, kapasitive fordampere brukes praktisk t alt ikke i arbeid med viskøse, varmefølsomme og krystalliserende løsninger nettopp på grunn av den frie, men langsomme sirkulasjonen av strømmer. Dessuten er varmeoverføringskoeffisientene i dette systemet små, noe som påvirker den totale fordampningsytelsen negativt. Hvordan rettferdiggjør kapasitive enheter seg selv? De brukes med hell i industrier med liten tonnasje, der varmeoverføringskoeffisienten ikke er så betydelig med produksjonsvolumer. Det interne arrangementet av kapasitive fordampere, med alle dets mangler, åpner for mange muligheter for å organisere rettet sirkulasjon, noe som er svært viktig i virksomheter med lav strukturell mobilitet når de kobler til kommunikasjonskanaler.
Fordamperberegning
I et integrert fordamperdesign gjøres det individuelle beregninger for hver komponent, siden egenskapene til produksjonsprosessen kan endres i hvert trinn. Som regel brukes følgende som startdata:
- omtrentlig damptrykk;
- konsentrasjonsvarme;
- egenskapene til den opprinnelige løsningen;
- varmetapsnivå;
- varmeoverføringskoeffisient;
- designparametere som allerede er angitt og ikke kan endres.
For tre-effekts fordamperanlegg kan beregningen med de ovennevnte startdataene utføres ved hjelp av flere parametere samtidig, inkludert kraften til sirkulasjonspumpen, volumet til varmekammeret,maksimal mengde betjent væske osv. De viktigste designoppgavene inkluderer designberegning av samme barometriske kondensator, separator og bestemmelse av karakteristikkene til rørelementene. Spesielt vil intensiteten av fordampning i systemer med kontinuerlig fordampning avhenge av dysene og lengden på overgangsrørene.
Arbeidsflytkrav
Beregnede indikatorer for organisering av fordampningsprosessen gir kanskje ikke forventet effekt dersom kravene til ytre miljø ikke oppfylles. Mye vil avhenge av forholdene inne i rommet hvor utstyret brukes. I henhold til kravene kan engangsfordampere kun brukes i rom med et areal på minst 4,5 m2 og en høyde på 3,2 m. som en skorstein. Det vil ikke være overflødig å gi en justerbar panser med port og skyveinnstilling.
Ventilasjonsanlegget er utformet etter spesielle regler. Det bør inkludere tilløpskanaler og eksosanlegg med direkte tilknytning til områdene hvor fordampningsprosessen utføres direkte. Det er åpenbart at et komplekst ventilasjonssystem som opererer i vanlig modus i to retninger vil kreve seriøs kraftstøtte. Men samtidig bør den utsendte støyen fra kanaler og driftsutstyr ikke overstige 75 dB. Og dette er ikke å nevne overholdelse av kravene til brann ogelektrisk sikkerhet. Hvis fordamperen regelmessig arbeider med gassblandinger, må det organiseres et spesielt luftavgassingssystem. Det kan være en del av et enkelt kompleks av varmevekslingskommunikasjon, som vil tillate, i noen operasjonelle aspekter, å komplementere funksjonene til begge systemene.
Konklusjon
Fordampnings- og konsentrasjonsoperasjoner har lenge vært brukt i industri både som hoved- og sekundærteknologiske prosesser. I de fleste tilfeller tilberedes materialer på denne måten for videre stadier av produksjon av produkter eller forberedelse av tekniske midler. Vakuumfordampere og installasjoner kan settes inn blant de mest produktive verktøyene for å løse slike problemer. Høyytelsesindikatorer forklares av tilstedeværelsen av funksjonen til en sirkulasjonsfordamper som opererer fra en ekstern strømkilde i form av en pumpestasjon. Det er forskjellige kombinasjoner av interaksjonen mellom sirkulasjonsgruppen og varmekammeret og separatoren, men i prinsippet gir flerkomponentsystemer av denne typen den høyeste ytelsen til den teknologiske operasjonen, både når det gjelder kvaliteten på produktkonsentrasjonen og dynamikken til fordampningsprosessen.
