Санкт-Петербургский государственный Технологический институт (Технический

Санкт-Петербургский государственный Технологический институт (Технический университет) Кафедра ХТОСА Факультет II Курс V Группа 242 Учебная дисциплина: Гибкие автоматизированные производственные системы КУРСОВАЯ РАБОТА Тема: Циркуляционные испарители Студент Сюткин А Ю Руководитель Островский В. А. Санкт-Петербург 2008

Циркуляционные испарители применяются в процессе выпаривания Выпаривание – это процесс, который используется для удаления растворителя из растворов, суспензий или эмульсии путем его частичного испарения Выпариванию подвергается жидкий продукт, а в результате получается более концентрированный, но все еще способный к перекачиванию насосом

Циркуляционные испарители Используется в том случае, если кипение продукта на нагревательных поверхностях приводит к ухудшению его характеристик или к его кристаллизации следовательно необходимо обеспечить циркуляцию потока продукта Турбулентный поток, протекающий по поверхности испарителя, образуется за счет эффекта термосифона (естественная циркуляция) или за счет центробежного насоса (вынужденная циркуляция).

Примеры принципиальных схем циркуляционных испарителей

ц. и. с естественной циркуляцией и внутренней циркуляционной трубой

ц. и. с естественной циркуляцией и вынесеной греющей камерой

ц. и. с естественной циркуляцией и вынесенными циркуляционной трубой и зоной кипения

ц. и. с принудительной циркуляцией, вынесенными зоной кипения и циркуляционной трубой

Циркуляционный испаритель с вынужденной циркуляцией и вынесеной греющей камерой Условные обозначения: A: Продукт B: Пары C: Концентрат D: Нагревательная система E: Конденсат 1: Теплообменник 2: Сепаратор 3: Циркуляционный насос 4: Насос для откачивания концентрата

Отличия от пленочных испарителей Выпаривание термочувствительных растворов, которые могут ухудшать свои качественные показатели при значительном времени прибывания в выпарном аппарате производится в пленочных испарителях с поднимающейся кипящей пленкой раствора. Упариваемый раствор проходит через греющую камеру 1 раз. Раствор подается в нижнюю часть греющих труб большой высоты и малого диаметра. Образующийся внутри трубок вторичный пар поднимающийся по центральной зоне трубок, увлекает динамическим воздействием пленку раствора. За счет парового обогрева раствор в восходящей пленке кипит, и к моменту его выхода из верхней части трубок концентрация должна достигнуть заданной величины.

Применение пленочных испарителей Выпаривание маловязких, пенящихся, термически нестабильных растворов, не склонных к образованию накипи на внутренней поверхности трубок. Тогда как циркуляционные испарители применяются для склонных к этому растворов, для избежания чего и устраивается циркуляция.

Пример схемы пленочного испарителя

Требования к испарителям В большинстве случаев является важным то, что продукт должен подвергаться минимально возможному термическому разложению во время выпаривания, для чего требуется минимизировать температуру и время выдержки Циркуляционные испарители должны удовлетворять требованиям конкретного процесса , поэтому они проектируются для каждого индивидуального случая в соответствии с условиями работы

Примеры конкретных схем циркуляционных испарителей

Пример 1. Циркуляционный испаритель для лабораторий и пилотных производств Используется в лабораториях и пилотных производствах Нагреватедь – однотрубный с байонетным соединением Давление греющего пара – до 6 бар Благодаря термосифонному эффекту достигаются высокая скорость потока жидкости и маленькое время пребывания продукта на нагревательной поверхности

Пример 2. Вакуумный циркуляционный испаритель с переключаемыми приемниками Нагреватель корзинного типа, который имеет площадь до 0, 2 м 2 и благодаря своему устройству обеспечивает очень большие коэффициент теплопередачи Использование регулируемого насоса-дозатора для непрерывного питания исходной смесью Переключаемые приемники позволяют использовать вакуум в течении длительного времени без перерывов в работе

Пример 3. Циркуляционный испаритель для промышленных предприятий Для упаривания растворов в больших количествах без остановок или в течение длительных периодов времени Концентрат, полученный при испарении, собирается в цилиндрическом сосуде и снимается после каждого операционного периода Для конденсации используется высокоэффективный вертикально-расположенный кожухотрубный теплообменник с поверхностью теплообмена 0, 1 – 10 м 2 Контроль уровня

Пример 4. Циркуляционный испаритель с сосудом для отделения твердых частиц Нижний сферический сосуд образует «спокойную» зону, в которой накапливаются твердые частицы Благодаря конструкции клапана возможно опустошение нижней емкости без каких-либо затруднений Емкости с исходным раствором должны располагаться выше испарителя

Пример 5. Циркуляционный испаритель для питания колонн Для продолжительных процессов, например, ректификации, очень важно установить постоянный уровень в днище колонны Уровень поддерживается постоянным, даже если давление в колонне изменяется

Циркуляционные испарители на фото

Применение выпаривания Пищевая и молочная промышленность: молочные продукты, высоко протеиновые соки, экстракты, и т. д. Органика: клеи, желатины, органические кислоты, глицерин и т. д Неорганика: бумага, текстиль, кислоты, металлургия, глинозем и т. д.

Использованные источники http: //www. niroinc. com/html/evaporator/forced_circulatio n_evaporator. html http: //www. chemindustry. com/popular/F/forced_circulatio n_evaporators. html http: //www. qvf. com/en/Engineered. Systems_2/Standard %20 Units/Circulation/index. shtml http: //www. niroinc. com/html/evaporator/etech. html http: //www. sspindia. com/industrial- evaporators/index. html В Ф Фролов Лекции по процессам и аппаратам химической технологии