A hőcserélő technológiai eljárásokat széles körben alkalmazzák a különböző iparágakban, hogy megteremtsék a szükséges feltételeket a berendezések, valamint a nyersdarabok feldolgozásához vagy hőmérsékleti állapotának megváltoztatásához. Azoknál a vállalkozásoknál, ahol a folyékony közeg jellemzőinek megváltoztatását tűzték ki célul, a hőt a forrás fenntartására lehet használni. Műszakilag hasonló problémákat oldanak meg a hőcserélő folyamat megszervezéséhez speciális funkcionális alkatrészekkel ellátott elpárologtatók.
Mi a párolgási folyamat?
Az ipari szektorban a párologtatást olyan folyékony oldatok koncentrálásának módszereként tartják számon, amelyek illékony aktív keverékekben oldott, gyengén illó vagy nem illékony anyagokon alapulnak. Ezt a folyamatot ennek eredményeként hajtják végreaz oldószer elpárologtatása forrás közben. Ezt az eljárást leggyakrabban lúgoknak, sóknak, valamint magas forráspontú folyadékoknak vetik alá. De minden esetben az eljárás fő feladata tiszta oldószer vagy egyedi anyagok előállítása nagy koncentrációban. Ha az oldat egy meghatározott komponensének célzott tisztításáról beszélünk, akkor a bepárlási folyamat kiegészíthető egy kristályosítási művelettel, melynek során a célanyag szilárd formában történő képződése lehetséges.
Technológiai szempontból a párolgás számos hőcserélő művelet kombinációja. Ennek a folyamatnak a technikai megszervezésének összetettsége speciális berendezések alkalmazását teszi szükségessé. Ebben a minőségben egy optimalizált kialakítású vákuum elpárologtatót alkalmaznak, amely a fő párologtatási folyamatok, valamint a segédműveletek elvégzésére szolgál. Fontos szem előtt tartani, hogy a párolgás agresszív közegek – forró folyadékok, gázok, vízgőz stb. – használatával jár. Ehhez járul a célzott kémiailag aktív anyagok kedvezőtlen háttere. Ezek és más, kedvezőtlen technológiai hatást kiváltó tényezők speciális anyagok alkalmazását teszik szükségessé az elpárologtatók összeszereléséhez, ami növeli a szerkezetek védő tulajdonságait.
A párologtató alapkészüléke
A legtöbb modern ipari elpárologtató többkomponensű rendszert használ, amely kondenzátorral és párologtató kamrával ellátott hőcserélőn alapul. A folyamat optimalizálása és az oldatok hatékonyabb koncentrálása érdekében a jelenléteA szeparátor egy olyan egység, amely külön sorrendben csatlakozik a gázcsatornán keresztül, és megszervezi a másodlagos gőz eltávolítását. Gyakrabban használják a külső típusú elválasztókat, amelyek centrifugális erővel működnek. Mi az alapvetően más vákuumpárologtató? A vákuum létrehozása lehetővé teszi a lágy párolgás hatásának elérését. Ez két pozitív pontot biztosít - a párolgási folyamat felgyorsulását (a szervizelt oldat kevesebb időt tölt a kamrában) és a koncentrált anyag minőségének növekedését. A kimeneti termékek más technológiai műveletekben is felhasználhatók ugyanabban a feldolgozó célvállalkozásban. Ennek érdekében megszervezik az egyes modulok összekapcsolását a kilépő áramlásokkal, aminek köszönhetően nemcsak a felesleges gázkeverékek eltávolítása történik meg, hanem az áramlás szabályozása a szükséges szállítási paraméterekkel biztosított nyomáserő és mozgás tekintetében. sebesség. Sőt, sok elpárologtató opcionálisan párosítható előkezelő vagy hulladékhígító egységekkel, hogy megfeleljen azon eljárások követelményeinek, ahol ugyanaz a gáz újrafelhasználható.
Kényszerkeringető készülék
A kialakítás egy függőleges vagy vízszintes héj-csöves hőcserélőn alapul, fűtőkamrával és koncentrikus elválasztóval. A munkafolyamatot egy keringető szivattyú állomás és egy tartály támogatja. Általában a munkakeverékek kényszermozgásának folyamatát kettős héjú elpárologtatókban hajtják végreellenáramú keringési séma. Az ilyen eszközök részeként egy berendezés is található a szerves és sóvegyületek desztillálására és gőztisztítására. A kényszerkeringetésű elpárologtató átlagos teljesítménye körülbelül 9000 kg/h, a koncentráció aránya eléri a 65%-ot.
Egy ilyen egység működése során a folyadék kering a fűtőkamra körvonalai mentén a szivattyú által kifejtett erő hatására. A kamrában a folyadék hőmérsékletét a forráspontra hozzuk, majd a nyomást a leválasztó blokkban élesen lecsökkentjük. Ettől a pillanattól kezdve megkezdődik a folyadék egy részének aktív elpárologtatása. Milyen előnyei vannak az ilyen típusú egység használatának? Ez a leghatékonyabb megoldás viszkózus és problémás szennyezett keverékek kezelésére. Például sóoldatok elpárologtatására ez a lehetőség megfelelőbb, mint az egyhatású elpárologtatók, amelyek nagyobb keringési sebességet tudnak felmutatni, de teljesítményük nem lesz elegendő az átlagos termelékenység biztosításához. A modern, kényszerkeringtetésű elpárologtatók egyébként nem a főkamra fűtőfalain, hanem a szeparátorban végzik a forralási és párologtatási műveleteket, így a fő munkaegység szennyeződése minimális.
Elpárologtatók lemezes hőcserélővel
Az ilyen berendezések tervezési jellemzője a speciális lemezek jelenléte, amelyek miatt a munkaközeget váltakozó csatornákon keresztül vezetik át a fűtőkamrán. A lemezek lezárásához speciális tömítéseket használnak - ezek ishőszigetelő funkciót lát el, ami növeli a hőátadás hatékonyságát.
Általában ezek többhatású elpárologtatók, körülbelül 15 t/h kapacitással. A víz és a céltermék fűtőáramai ellenáramban mozognak csatornáik mentén, leadva az energia egy részét. A közegek mozgatásához szükséges erőt ugyanaz a keringtető szivattyú hozza létre, azonban a lemezek kialakítása úgy van kialakítva, hogy támogassa a kör turbulencia hatását, ami csökkenti a termék és a hűtőközeg átvitelének támogatásához szükséges teljesítménypotenciált. Az aktív hőcsere eredményeként a munkaközeg felforr, majd gőz képződik. A visszamaradó folyékony termékek a centrifugális erő hatására levágódnak a szeparátorblokkban.
Ez azon kevés esetek egyike, amikor egy univerzális elpárologtatóról van szó, a különböző technológiai közegekkel való együttműködés szempontjából. A lemezes hőcserélővel ellátott elpárologtató üzem működési elve különösen lehetővé teszi gőz-gáz és vizes közeg használatát. Ugyanakkor a magas koncentráció minősége biztosított, mivel a párologtatás egyenletesen, kíméletes üzemmódban, egy menetben történik. Maga a kialakítás maximálisan méretre optimalizált, ami megkönnyíti a telepítést és a műszaki intézkedéseket. Tehát egy ilyen eszköz telepítési helyének magassága az összes kommunikációval és csatlakozó csövekkel együtt 3-4 m.
Háromhatású természetes keringetésű elpárologtatók
Szerkezetileg az ilyen eszközöket a rövidzár jelenléte különbözteti megfüggőlegesen elhelyezett hőcserélő és a leválasztó felső elhelyezése. A munkaközeget alulról táplálják, majd a fűtőcsöveken keresztül a kamrán keresztül felemelkedik. A felszálló fólia vagy gázlift elve megvalósul. Ha olaj- és gázmezőkön a kapcsolódó gáz végzi a terméket, akkor háromtartályos elpárologtató esetén a forró gőzök a héj-cső körök mentén emelik fel a folyadékot. Az egész folyamat a forralás hátterében zajlik. A gőztől elválasztott folyadék a visszatérő csövön keresztül a hőcserélőbe kerül, majd ismét a szeparátorba kerül a következő elválasztási munkamenethez. Ezt a folyamatot többször megismételjük, amíg el nem érjük a kívánt koncentrációszintet.
A párolgási sebességet ebben az esetben a fűtőkamra és a főzőegység hőmérséklet-különbsége határozza meg. Mindkét jelző automatikus vezérléssel állítható. A vákuumos elpárologtatóban a természetes keringés nagy fajlagos kapacitást tesz lehetővé gyors indítás mellett. De nem szabad az összetett vagy termikusan instabil vegyületeket tartalmazó oldatok karbantartására hagyatkozni. Ez egy rendkívül speciális berendezés, amelynek számítása a vegyipar és az élelmiszeripar számára készült, ahol kis kapacitású terhelés mellett kell pontleválasztási műveleteket végezni. Például a glicerin elpárologtatók 3600 kg/h feldolgozási sebességet biztosítanak.
Hogyan működik a barometrikus kondenzátor
Változatoskeverő hőcserélők, amelyek a túlfolyás során nem végzik el a munkaközeg felületi leválasztását, de lehetővé teszik azok keverését. Vagyis a melegítés pillanatában a feltételes tömény oldat érintkezésbe kerülhet a gőz vagy víz által képviselt forró közeggel. Maga a barometrikus kondenzátor egy komplex elpárologtató üzem része, amely a hűtővíz és a szekunder gőz keverési folyamatait végzi. Mivel az újonnan képződött kondenzátum térfogata kisebb, mint a gőz térfogata, természetes vákuum lép fel. Fenntartásához el kell távolítani a légköri levegőt a kondenzátorból, amely a hűtőfolyadék áramlásával együtt kerül oda. Egyes kiviteleknél a levegő a kondenzátorház hibáin keresztül is bejuthat. A kevert keverékek kivezetése a kondenzátorból egy barometrikus csövön keresztül történik. Előre bemerül a folyadékba, és hidraulikus tömítést képez, amely megakadályozza a levegő bejutását a kondenzátorba.
A kapacitív berendezés működési elve
Speciális berendezés a technológiai párologtatási folyamatokhoz. A kapacitív egységek közötti fő különbség a működési elv szempontjából a szabad keringési mód támogatása, amelyet a hőcserélő rendszerben lévő áramkörök elhelyezkedésének belső konfigurációja ér el. A hőcserélő hálózat infrastruktúráját csőkötegek, tekercsek és egyéb elemek alkotják, amelyek többlépcsős és sok tekintetben feltételeket teremtenek.nehéz hőenergia átviteli folyamat. A kapacitív elpárologtatókat egyébként gyakorlatilag nem használják viszkózus, hőérzékeny és kristályosodó oldatokkal végzett munkák során, éppen az áramlások szabad, de lassú keringése miatt. Ezenkívül ebben a rendszerben a hőátbocsátási együtthatók kicsik, ami negatívan befolyásolja az általános párolgási teljesítményt. Hogyan igazolják magukat a kapacitív eszközök? Sikeresen alkalmazzák a kis tonnás iparban, ahol a hőátbocsátási tényező nem olyan jelentős a kibocsátott mennyiségeknél. A kapacitív elpárologtatók belső elrendezése annak minden hiányosságával együtt sok lehetőséget nyit az irányított keringés megszervezésére, ami nagyon fontos az alacsony szerkezeti mobilitású vállalkozásoknál a kommunikációs csatornák összekapcsolásakor.
Elpárologtató számítása
Az integrált elpárologtató tervezésben minden alkatrészre egyedi számításokat végeznek, mivel a gyártási folyamat jellemzői minden szakaszban változhatnak. Kiindulási adatként általában a következőket használják:
- hozzávetőleges gőznyomás;
- koncentráció hője;
- a kezdeti megoldás tulajdonságai;
- hőveszteségi szint;
- hőátbocsátási tényező;
- a már beállított és nem módosítható tervezési paraméterek.
Háromhatású elpárologtató berendezéseknél a számítás a fent említett kiindulási adatokkal egyszerre több paraméter segítségével is elvégezhető, beleértve a keringtető szivattyú teljesítményét, a fűtőkamra térfogatát,a kiszolgált folyadék maximális mennyisége, stb. A legfontosabb tervezési feladatok közé tartozik az azonos légköri kondenzátor, leválasztó tervezési számítása és a csőelemek jellemzőinek meghatározása. Különösen a párolgás intenzitása a folyamatos párolgásos rendszerekben függ a fúvókák átmérőjétől és az átmeneti csövek hosszától.
Munkafolyamat-követelmények
A párolgási folyamat szervezésére számított mutatók nem feltétlenül adják a várt hatást, ha a külső környezetre vonatkozó követelmények nem teljesülnek. Sok függ a helyiség körülményeitől, ahol a berendezést használják. Az áteresztő párologtató az előírások szerint csak legalább 4,5 m alapterületű és 3,2 m kéményszerű magasságú helyiségekben használható. Nem lesz felesleges egy állítható motorháztetőt biztosítani kapuval és tolóerő-beállítással.
A szellőzőrendszert speciális szabályok szerint tervezték. Tartalmaznia kell beömlőcsatornákat és kipufogórendszereket, amelyek közvetlen kapcsolatban állnak azokkal a területekkel, ahol a párolgási folyamatot közvetlenül végrehajtják. Nyilvánvaló, hogy egy komplex szellőztetőrendszer, amely két irányban normál üzemmódban működik, komoly teljesítménytámogatást igényel. Ugyanakkor a csatornák és a működési berendezések által kibocsátott zaj nem haladhatja meg a 75 dB-t. És ez nem is beszélve a követelmények betartásáról a tűz éselektromos biztonság. Ha az elpárologtató rendszeresen gázkeverékekkel működik, akkor speciális légtelenítő rendszert kell kialakítani. Része lehet egyetlen hőcserélő kommunikációs komplexumnak, amely bizonyos működési szempontból lehetővé teszi mindkét rendszer funkcióinak kiegészítését.
Következtetés
A bepárlási és sűrítési műveleteket az iparban régóta használják fő és másodlagos technológiai folyamatként. A legtöbb esetben ilyen módon készítik elő az anyagokat a termékek gyártásának vagy a műszaki eszközök előkészítésének további szakaszaihoz. A vákuumos elpárologtatók és berendezések az ilyen problémák megoldásának leghatékonyabb eszközei közé sorolhatók. A nagy teljesítménymutatókat a keringető elpárologtató funkciója magyarázza, amely külső áramforrásról szivattyúállomás formájában működik. A keringtető csoportnak a fűtőkamrával és a szeparátorral való kölcsönhatásának különböző kombinációi léteznek, de elvileg az ilyen típusú többkomponensű rendszerek biztosítják a technológiai működés legmagasabb teljesítményét, mind a termékkoncentráció minősége, mind a fűtőelemek dinamikája szempontjából. a párolgási folyamat.
