Hitte-uitruil tegnologiese prosesse word wyd gebruik in verskeie nywerhede om die nodige toestande te skep vir verwerking of verandering van die temperatuurtoestand van toerusting, sowel as produksiespasies. By ondernemings waar die take gestel word om die eienskappe van vloeibare media te verander, kan hitte gebruik word as 'n manier om kook te handhaaf. Tegnies word soortgelyke probleme opgelos met behulp van verdampers wat voorsien is van 'n spesiale stel funksionele komponente om die hitte-uitruilproses te organiseer.
Wat is die verdampingsproses?
In die industriële sektor word verdamping beskou as 'n metode om vloeibare oplossings te konsentreer, wat gebaseer is op laag-vlugtige of nie-vlugtige stowwe wat in vlugtige aktiewe mengsels opgelos is. Hierdie proses word as gevolg daarvan uitgevoerverdamping van die oplosmiddel tydens kook. Hierdie prosedure word meestal onderworpe aan alkalië, soute, sowel as hoogkokende vloeistowwe. Maar in elke geval is die hooftaak van die proses om 'n suiwer oplosmiddel of individuele stowwe in 'n hoë konsentrasiegraad te verkry. As ons praat van doelgerigte suiwering van 'n spesifieke komponent van die oplossing, dan kan die verdampingsproses aangevul word deur 'n kristallisasie-operasie, waarin die vorming van die teikenstof in vaste vorm moontlik is.
Vanuit 'n tegnologiese oogpunt is verdamping 'n kombinasie van 'n aantal hitte-uitruilbewerkings. Die kompleksiteit van die tegniese organisasie van hierdie proses noodsaak die gebruik van spesiale toerusting. In hierdie hoedanigheid word 'n vakuumverdamper met 'n geoptimaliseerde ontwerp gebruik, wat ontwerp is om die hoofverdampingsprosesse, sowel as hulpbewerkings uit te voer. Dit is belangrik om in gedagte te hou dat verdamping die gebruik van aggressiewe media behels - warm vloeistowwe, gasse, waterdamp, ens. Daarby is die ongunstige agtergrond van teiken chemies aktiewe stowwe. Hierdie en ander faktore van nadelige tegnologiese impak vereis die gebruik van spesiale materiale vir die samestelling van verdampers, wat die beskermende eienskappe van die strukture verhoog.
Basiese toestel van die verdamper
Die meeste moderne industriële verdampers gebruik 'n multi-komponent stelsel gebaseer op 'n hitteruiler met 'n kondensor en 'n verdampingskamer. Om die proses en meer doeltreffende konsentrasie van oplossings te optimaliseer, die teenwoordigheid vanskeier is 'n eenheid wat in 'n aparte volgorde deur die gaskanaal verbind word en die verwydering van sekondêre stoom organiseer. Skeiers van eksterne tipe word meer algemeen gebruik, wat werk onder toestande van sentrifugale krag. Wat is fundamenteel anders vakuum verdamper? Die skep van 'n vakuum laat jou toe om die effek van sagte verdamping te bereik. Dit bied twee positiewe punte - die versnelling van die verdampingsproses (die gediensde oplossing spandeer minder tyd in die kamer) en 'n toename in die kwaliteit van die gekonsentreerde stof. Die uitsetprodukte kan in ander tegnologiese bedrywighede by dieselfde teikenverwerkingsonderneming gebruik word. Om dit te doen, organiseer hulle die koppeling van individuele modules met uitlaatvloeie, waardeur nie net die verwydering van oortollige gasmengsels uitgevoer word nie, maar die regulering van die vloei verseker word met die nodige afleweringsparameters in terme van drukkrag en beweging spoed. Boonop kan baie verdampers opsioneel met voorbehandeling- of afvalverdunningseenhede gekoppel word om aan die vereistes van prosesse te voldoen waar dieselfde gas hergebruik kan word.
Apparaat met gedwonge sirkulasie
Die ontwerp is gebaseer op 'n vertikale of horisontale dop-en-buis hitteruiler met 'n verwarmingskamer en 'n konsentriese skeier. Die werkproses word ondersteun deur 'n sirkulasiepompstasie en 'n flitsvat. Gewoonlik word die gedwonge proses van beweging van werkende mengsels geïmplementeer in dubbeldop-verdampers metteenstroom sirkulasie skema. As deel van sulke toestelle is daar ook 'n toestel vir distillasie en stoomsuiwering van organiese en soutverbindings. Die gemiddelde kapasiteit van die gedwonge sirkulasieverdamper is ongeveer 9000 kg/h, en die konsentrasieverhouding bereik 65%.
Tydens die werking van so 'n eenheid sirkuleer die vloeistof langs die kontoere van die verwarmingskamer as gevolg van die krag wat deur die pomp verskaf word. In die kamer word die temperatuur van die vloeistof tot kookpunt gebring, waarna die druk in die skeierblok skerp verminder word. Vanaf hierdie oomblik begin die proses van aktiewe verdamping van 'n deel van die vloeistof. Wat is die voordele van die gebruik van hierdie tipe eenheid? Dit is die doeltreffendste oplossing wanneer viskeuse en problematiese besmette mengsels hanteer word. Byvoorbeeld, vir die verdamping van soutoplossings, is hierdie opsie meer gepas as enkel-effek verdampers, wat 'n hoër sirkulasietempo kan toon, maar hul krag sal nie genoeg wees om selfs 'n gemiddelde vlak van produktiwiteit te verskaf nie. Terloops, moderne verdampers met gedwonge sirkulasie voer kook- en verdampingsbewerkings nie op die verhittingsmure in die hoofkamer uit nie, maar in die skeier, sodat die besoedeling van die hoofwerkeenheid tot die minimum beperk word.
Verdampers met plaathittewisselaar
Die ontwerpkenmerk van sulke installasies is die teenwoordigheid van spesiale plate, waardeur die werkmedium deur die verwarmingskamer langs afwisselende kanale gerig word. Om die plate te seël, word spesiale pakkings gebruik - dit is ookvoer die funksie van termiese isolasie uit, wat die doeltreffendheid van hitte-oordrag verhoog.
In die reël is dit multi-effek-verdampers met 'n kapasiteit van ongeveer 15 t/h. Die verhittingsvloei van water en die teikenproduk beweeg in teenstroom langs hul kanale en gee 'n deel van die energie af. Die krag vir die beweging van media word gegenereer deur dieselfde sirkulasiepomp, maar die ontwerp van die plate is ontwerp om die effek van turbulensie in die kring te ondersteun, wat die vereiste kragpotensiaal verminder om die oordrag van die produk en koelmiddel te ondersteun. As gevolg van aktiewe hitte-uitruiling kook die werkmedium, waarna stoom gevorm word. Oorblywende vloeibare produkte word in die skeierblok afgesny as gevolg van sentrifugale krag.
Dit is een van die min gevalle wanneer dit kom by 'n universele verdamper in terme van die vermoë om met verskillende tegnologiese media te werk. In die besonder laat die werkingsbeginsel van 'n verdamperaanleg met 'n plaathitteruiler die gebruik van stoomgas en waterige media toe. Terselfdertyd word 'n hoë konsentrasiekwaliteit verseker, aangesien verdamping eweredig in 'n sagte modus in een keer uitgevoer word. Die ontwerp self is maksimaal geoptimaliseer in grootte, wat installasie en tegniese maatreëls vergemaklik. Dus, die hoogte van die installasieruimte met alle kommunikasie en verbindingspype vir so 'n toestel is 3-4 m.
Drie-effek natuurlike sirkulasie verdampers
Struktureel word sulke toestelle onderskei deur die teenwoordigheid van 'n kortkortvertikaal geleë hitteruiler en die boonste plasing van die skeier. Die werksvloeistof word van onder af voorsien, waarna dit deur die verwarmingspype deur die kamer opstyg. Die beginsel van 'n stygende film- of gashyser word geïmplementeer. As in olie- en gasvelde geassosieerde gas die produk voer, dan lig warm dampe in die geval van 'n drievat-verdamper die vloeistof langs die dop-en-buis-kringe op. Die hele proses vind plaas teen die agtergrond van kook. Die vloeistof wat van die damp geskei word, word deur die terugvoerpyp na die hitteruiler gevoer, waarna dit weer na die skeier gestuur word vir die volgende skeidingsessie. Hierdie proses word verskeie kere herhaal totdat die verlangde konsentrasievlak bereik is.
Die verdampingstempo in hierdie geval word bepaal deur die temperatuurverskil in die verhittingskamer en die kookeenheid. Albei aanwysers kan deur outomatiese beheer verstel word. Die natuurlike sirkulasie in die vakuumverdamper laat 'n hoë spesifieke kapasiteit toe met 'n vinnige opstart. Maar 'n mens moet nie staatmaak op die instandhouding van oplossings wat komplekse of termies onstabiele verbindings bevat nie. Dit is 'n hoogs gespesialiseerde toerusting, waarvan die berekening gemaak word vir die chemiese en voedselindustrieë, waar dit nodig is om puntskeidingsoperasies met 'n klein kapasiteitslas uit te voer. Byvoorbeeld, gliserienverdampers verskaf 'n verwerkingspoed van 3600 kg/h.
Hoe werk 'n barometriese kondensor
Verskeidenheidvermenging van hitteruilers, wat nie oppervlak skeiding van werkende media in die proses van oorloop uitvoer nie, maar laat hulle vermenging. Met ander woorde, op die oomblik van verhitting kan die voorwaardelike gekonsentreerde oplossing in aanraking kom met die proses warm medium wat deur stoom of water voorgestel word. Die barometriese kondensor self is deel van 'n komplekse verdamperaanleg, wat die prosesse uitvoer om koelwater en sekondêre stoom te meng. Aangesien die volumes van die nuutgevormde kondensaat minder is as die volume stoom, ontstaan 'n natuurlike vakuum. Om dit in stand te hou, is dit nodig om atmosferiese lug uit die kondensor te verwyder, wat saam met die koelmiddelvloei daarheen gestuur word. In sommige ontwerpe kan lug ook inkom deur gebreke in die kapasitorkas. Die uitset van gemengde mengsels vanaf die kondensor word deur 'n barometriese buis uitgevoer. Dit word vooraf in die vloeistof gedompel en vorm 'n hidrouliese seël wat die deurgang van lug in die kondensor verhoed.
Die beginsel van werking van die kapasitiewe apparaat
'n Spesiale soort toerusting vir tegnologiese verdampingsprosesse. Die belangrikste verskil tussen kapasitiewe eenhede in terme van die werkingsbeginsel is die ondersteuning van vrye sirkulasiemodus, wat bereik word as gevolg van die interne konfigurasie van die ligging van die stroombane in die hitte-uitruilstelsel. Die infrastruktuur van die hitte-uitruilnetwerk word gevorm deur buisbundels, spoele en ander elemente wat toestande skep vir 'n multi-stadium en in baie opsigtemoeilike proses van oordrag van termiese energie. Terloops, kapasitiewe verdampers word feitlik nie gebruik in werk met viskeuse, hitte-sensitiewe en kristalliserende oplossings nie, juis as gevolg van die vrye, maar stadige sirkulasie van vloei. Boonop is die hitte-oordragkoëffisiënte in hierdie stelsel klein, wat die algehele verdampingsprestasie negatief beïnvloed. Hoe regverdig kapasitiewe toestelle hulself? Hulle word suksesvol in kleintonnagebedrywe gebruik, waar die hitte-oordragkoëffisiënt nie so beduidend is met uitsetvolumes nie. Die interne rangskikking van kapasitiewe verdampers, met al sy tekortkominge, skep baie geleenthede vir die organisering van gerigte sirkulasie, wat baie belangrik is in ondernemings met lae strukturele mobiliteit wanneer kommunikasiekanale verbind word.
Verdamperberekening
In 'n geïntegreerde verdamperontwerp word individuele berekeninge vir elke komponent gemaak, aangesien die kenmerke van die produksieproses in elke stadium kan verander. As 'n reël word die volgende as aanvanklike data gebruik:
- geskatte stoomdruk;
- hitte van konsentrasie;
- eienskappe van die aanvanklike oplossing;
- hitteverliesvlak;
- hitteoordragkoëffisiënt;
- ontwerpparameters wat reeds gestel is en nie verander kan word nie.
Vir drie-effek verdamper aanlegte, kan die berekening met die bogenoemde aanvanklike data uitgevoer word met behulp van verskeie parameters gelyktydig, insluitend die krag van die sirkulasie pomp, die volume van die verwarming kamer,die maksimum hoeveelheid bediende vloeistof, ens. Die belangrikste ontwerptake sluit in ontwerpberekening van dieselfde barometriese kondensor, skeier en bepaling van die eienskappe van die pypelemente. Die intensiteit van verdamping in stelsels met voortdurende verdamping sal veral afhang van die diameters van die spuitpunte en die lengte van die oorgangspype.
Werkvloeivereistes
Berekende aanwysers vir die organisasie van die verdampingsproses gee dalk nie die verwagte effek as daar nie aan die vereistes vir die eksterne omgewing voldoen word nie. Baie sal afhang van die toestande binne die kamer waar die toerusting gebruik word. Volgens die vereistes kan eenmalige verdampers slegs gebruik word in kamers met 'n oppervlakte van minstens 4,5 m2 en 'n hoogte van 3,2 m. soos 'n skoorsteen. Dit sal nie oorbodig wees om 'n verstelbare kap met 'n hek en 'n stootverstelling te voorsien nie.
Die ventilasiestelsel is ontwerp volgens spesiale reëls. Dit moet invloeikanale en uitlaatstelsels insluit met direkte verbinding met die areas waar die verdampingsproses direk uitgevoer word. Dit is duidelik dat 'n komplekse ventilasiestelsel wat in 'n gereelde modus in twee rigtings werk, ernstige kragondersteuning sal benodig. Maar terselfdertyd moet die uitgestraalde geraas van kanale en bedryfstoerusting nie 75 dB oorskry nie. En dit is nie te praat van voldoening aan die vereistes van vuur enelektriese veiligheid. As die verdamper gereeld met gasmengsels werk, moet 'n spesiale lugontgassingstelsel georganiseer word. Dit kan deel wees van 'n enkele kompleks van hitte-uitruilkommunikasie, wat dit in sommige operasionele aspekte sal toelaat om die funksies van beide stelsels aan te vul.
Gevolgtrekking
Verdampings- en konsentrasiebedrywighede word al lank in nywerhede gebruik as hoof- en as sekondêre tegnologiese prosesse. In die meeste gevalle word materiaal op hierdie manier voorberei vir verdere stadiums van die vervaardiging van produkte of die voorbereiding van tegniese middele. Vakuumverdampers en installasies kan onder die mees produktiewe gereedskap geplaas word om sulke probleme op te los. Hoëprestasie-aanwysers word verklaar deur die teenwoordigheid van die funksie van 'n sirkulasieverdamper wat vanaf 'n eksterne kragbron in die vorm van 'n pompstasie werk. Daar is verskillende kombinasies van die interaksie van die sirkulasiegroep met die verwarmingskamer en skeier, maar in beginsel bied multikomponentstelsels van hierdie tipe die hoogste prestasie van die tegnologiese werking, beide in terme van die kwaliteit van die produkkonsentrasie en die dinamika van die verdampingsproses.
