2.1. Структурна схема приладу
Дистиляція або проста перегонка може бути процесом як безперервним, так і періодичним. Періодичну дистиляцію частіше за все в промисловості реалізують при постійному тиску. Для безперервної дистиляції повинна виконуватися умова сталості складу початкової суміші, для чого необхідно забезпечити постійні подачу вихідної суміші та відведення частини залишку в суворо визначених кількостях.
З технічної точки зору розрізняють поступову, одноразову і багатократну дистиляції. При поступовій дистиляції утворена в процесі нагрівання парова фаза безперервно видаляється з апарату в момент її утворення. При одноразовій дистиляції процес поділу починається тільки після настання рівноваги між паровою та рідкою фазами при заданій температурі. Багатократна дистиляція полягає в повторенні процесів одноразової дистиляції з метою більш повного поділу вихідної суміші.
Процеси, які відбуваються в дистиляційних установках зручніше за все розглядати на фазовій діаграмі.
На рис. 2.1 представлена структурна схема одноступінчастої дистиляційної установки ДЕ-4-2.
До складу установки входить сам дистилятор (перегінний апарат) і конденсатор вторинних парів. Вихідна суміш з параметрами, що відповідають точці 1 на фазовій діаграмі, завантажується в дистилятор і нагрівається до стану кипіння (вертикальна лінія з точки 1 до перетину з лінією кипіння). У результаті кипіння утворюється вторинний пар (точка 2), який подається в конденсатор. Пари повністю конденсуються (процес конденсації протікає при постійному складі і температурі, що спадає). На виході з конденсатора отримується рідина (точка 3). У результаті одноразової дистиляції вийшла рідина з підвищеним вмістом нерозчинних компонентів.
Рис. 2.1. Схема одноступінчастої дистиляційної установки ДЕ-4-2 і зображення процесу дистиляції на фазовій діаграмі
Зображення процесу на фазовій діаграмі (ламана 1-2-3) буде незмінним тільки для установки безперервного дії. Для дистиляційної установки періодичної дії ламана 1-2-3 відповідає початковому процесу поділу. З плином часу зміст нерозчинних компонентів в установці зменшується. Підвищення кількості високо концентрованих компонентів в рідини призводить до підвищення температури кипіння температури, температура вторинної пари так само зростає. Цей процес зображений на рисунку 2.2.
Рис. 2.2 Зміна складу вихідної суміші в установках періодичної дії
Поступово зміст нерозчинних компонентів в парах зменшується настільки, що в деякий момент стає рівним його початкового змісту у киплячій рідини (точка В''').
У цьому випадку подальша дистиляція стає недоцільною.
2.2. Принцип роботи приладу, призначення окремих елементів та їх взаємодія
Принцип дії досліджуваного аквадистилятора заснований на конденсації ретельно відсепарованої пари. В камері випаровування вода нагрівається електронагрівачами до кипіння. Утворена пара потрапляє в консденсаційну камеру, що охолоджується ззовні водопровідною водою і, конденсуючись, витікає в вигляді дистилята через нипель 17.
Отримання високоякісної дистильованої водизабезпечується за рахунок ретельної сепарації пари, що проходить через відбиваючі екрани, які розміщені в верхній частині камери випаровування.
На початку роботи вода, що безперервно поступає через нипель 4, заповнює камеру випаровування до встановленого рівня. В подальшому, залежно від ступеня викіпання, вода буде поступати в камеру випаровування тільки частково. Основна ж частина, проходячи через конденсатор 12, буде зливатися по трубці 8 у вирівнювач 7 і далі через відвід 5 в каналізацію або може бути використана для побутових проблем.
Вирівнювач 7, з’єднаний з камерою вирівнювання призначений для постійного підтримання в ній необхідного рівня води.
Прилад має автоматичний пристрій – датчик рівня 6, що запобігає перегоранню електронагрівачів 14 на випадок зниження рівня води нижче допустимого.
Деталі приладу, що взаємодіють з парою дистильованої води, виготовлені з нержавіючої сталі. Герметичне з’єднання конденсатора і камери випаровування забезпечується за рахунок прокладки 23
Рис. 2.3 Загальний вигляд аквадистилятора ДЕ-4-2