2.10. Багатокорпусна прямоточна випарна установка
Рис. 2.10. Багатокорпусна прямоточна випарна установка: 1,2,3 – корпуса; 4 – підігрівач вихідного розчину; 5 –барометричний конденсатор; 6 – пастка-брисковловлювач; 7 – вакуум-насос.
Конструкція
Установка складається із декількох (в даному випадку трьох) корпусів 1, 2, 3. Вторинна пара із останнього корпусу (в даному випадку із третього) відводиться в барометричний конденсатор 5, в якому при конденсації пара створює потрібне розділення. Повітря і гази, що не конденсуються, потрапляючи в установку з парою і охолодженою водою (в конденсаторі), а також через нещільності трубопроводів і різко погіршуючи теплопередачу, відсмоктується вакуум – насосом 7 через пастку-брисковловлювач 6. Вихідний розчин підігрівається за допомогою підігрівача 4. Конструкція даної установки забезпечує прямотечійний рух вихідного розчину та граючої пари.
Принцип дії
Вихідний розчин, звичайно, попередньо нагрітий до температури кипіння , потрапляє в перший корпус, що обігрівається свіжою (первинною парою). Вторинна пара із цього корпусу направляється в якості гріючої в другий корпус, де внаслідок пониженого тиску розчин кипить при більш низькій температурі, ніж в першому.
Внаслідок більш низького тиску в другому корпусі розчин, упарений в першому корпусі, самоплинно переміщується в другий корпус і тут охолоджується до температури кипіння в цьому корпусі. За рахунок тепла, що виділяється при цьому, утворюється додатково деяка кількість вторинної пари.
Переваги: аналогічно упарений розчин з другого корпусу самоплинно перетікає в третій корпус, котрий обігрівається вторинною парою із другого корпусу; оскільки протікання розчину із корпусу в корпус завдяки різниці тисків іде самоплинно, відпадає необхідність в установці насосів для перекачування киплячих розчинів; температури кипіння розчину і тиску вторинної пари в кожному наступному корпусі нижчі в попередньому, тому розчин в корпусі (крім першого) потрапляє перегрітим; теплота, котра виділяється при охолодженні розчину до температури кипіння в наступному корпусі, іде на додаткове випаровування розчинника із цього ж розчину.
Недоліки: пониження температури кипіння і підвищення концентрації розчину від першого корпуса до наступного. Це призводить до підвищення в’язкості розчину і, відповідно, до зниження інтенсивності тепловіддачі при кипінні, зменшення коефіцієнта теплопередачі і, як наслідок, до збільшення загальної поверхні теплопередачі.
2.11. Багатокорпусна протитечійна випарна установка
Схема багатокорпусної протитечійної випарної установки: 1,2,3– корпуса; 4,5,6 – насоси.
Конструкція
Установка складається із декількох (в даному випадку трьох) корпусів 1, 2, 3 та насосів за допомогою яких вихідний розчин переміщується з одного корпусу до іншого. Конструкція даної установки забезпечує протитечійний рух вихідного розчину та граючої пари.
Принцип дії
Вихідний розчин подається насосом в останній по ходу гріючого пару (третій) корпус, із якого упарений розчин перекачується в другий корпус, і так далі, причому із першого корпусу видаляється кінцевий і упарений розчин. Свіжа (первинна) пара подається в перший корпус, а вторинна пара із цього корпусу направляється для обігріву другого корпуса, потім вторинна пара із попереднього корпусу використовується для нагріву наступного. Із останнього корпуса вторинна пара видаляється в конденсатор.
Переваги: в першому корпусі найбільш концентрований розчин випарюється за рахунок тепла пари найбільш високих параметрів, в той час як в останньому корпусі вихідний розчин самої низької концентрації отримує тепло від вторинної пари, що має найбільш низький тиск і температуру. Тому при протитоці коефіцієнти теплопередачі значно менше змінюються по корпусам, ніж при прямотоці.
Недоліки: необхідність перекачувати випарюваного розчину із корпусів, де тиск менший, в корпуса з більш високим тиском є серйозним недоліком протитечійної установки, так як застосування проміжних циркуляційних насосів (насоси 4 і 5) пов’язано із значним зростанням експлуатаційних витрат.