48.Пленочные выпарные аппараты. Назначение, устройство, область применения и принцип действия.

Назначение: Главными особенностями выпарных аппаратов пленочного типа являются практическое отсутствие перепада давления по высоте аппарата и малый объем жидкости в аппа-рате. Первый фактор способствует отсутствию в аппаратах этого типа гидростатической депрессии, а второй – малому времени пребывания жидкости в аппарате по сравнению со временем пребывания продукта в выпарных аппаратах объемного заполнения.

П ринцип действия: аппарат состоит из высокой нагревательной камеры и камеры сепарирования пара. Имеется две разновидности этих аппаратов: с восходящим и с нисходящим движением пленки. Первые заполняются раствором на 1/4 высоты кипятильных трубок снизу ч/з патрубок в нижней части аппарата. Раствор вскипает, а образовавшийся в трубках вторичный пар увлекает тонкую пленку раствора по внутренней поверхности трубки вверх. При этом тонкая пленка раствора, перемещаясь с большой скоростью вдоль нагретой поверхности труб, кипит и выпаривается. Упаренный раствор и вторичный пар вылетают из труб и ударяются об отбойный диск (внутри сепаратора), с внутренней стороны снабженный изогнутыми лопатками, закручивающими поток. Под действием центробежной силы капельки раствора отбрасываются к стенкам сепаратора и раствор отводится через патрубок в нижней его части. Дальнейшее отделение мелких капель раствора происходит в сепараторе, через кот-ый отводится вторичный пар.

Рис. 1 – кипятильник; 2 – сепаратор.

В аппаратах 2-го типа раствор подводится в верхнюю часть аппарата, где над верхней решеткой установлена система цилиндрических полых насадок, обеспечивающих стекание пленки раствора по внутренней поверхности нагревательных труб. При этом раствор нагревается, кипит и в нижней части аппарата из труб вытекает концентрированный раствор. Вторичный пар ч/з свободную полость трубки и насадки устремляется вверх, сепарируется и выводится из аппарата. Пленочные аппараты характеризуются малой продолжительностью контакта раствора с нагретой поверхностью и высоким коэфф-м теплопередачи. Последний, достигается лишь при определенном уровне жидкости, кот-й устанавливается опытным путем: при повышении уровня коэфф-нт теплопередачи снижается; при понижении уровня уменьшается содержание жидкости в парожидкостной смеси, что приводит к недостаточному смачиванию верхних концов труб и снижению активной поверхности теплообмена. Ввиду однократного прохождения жидкости ч/з аппарат со значительной скоростью, для получения достаточно концентрированного упаренного раствора требуются длинные трубы.

Недостатками вертикальных пленочных аппаратов являются трудность очистки длинных труб и сложность регулирования процесса при колебаниях давления греющего пара и началь-ной концентрации раствора. Кроме того, для размещения пленочных аппаратов необходимо строить производственные здания большой высоты.

Область применения:Эти аппараты применяются для выпа-ривания пенящихся, а также чувствительных к высокой темп-ре растворов;при выпаривании очень вязких и кристаллизу-ющихся растворов они малопригодны. Выпаривание или дистилляция под вакуумом термически нестойких продуктов, теряющих свои потребительские свойства в результате длительного пребывания под воздействием высоких температур.