Создание вакуума в выпарных аппаратах. Принцип работы барометрического конденсатора презентация

Вакуум-выпарные аппараты
Вакуумно-выпарной аппарат представляет собой герметичную цилиндрическую емкость из нержавеющей стали, оснащенную перемешивающим устройством с приводом, тепловой рубашкой с теплоносителем, вакуум-насосом. Предназначен для варки или выпаривания масс при давлении ниже атмосферного.
Наиболее широкое применение находят два типа вакуум-испарителей, различающихся по способу нагрева:
а) вакуум-испарители, в которых греющий пар находится в паровой рубашке, - шаровые вакуум-аппараты;
б) вакуум-испарители с поверхностью нагрева, составленной из трубок,- трубчатые вакуум-аппараты.
Трубчатые вакуум-аппараты выгодно отличаются от шаровых большой поверхностью нагрева, что обеспечивает быстроту выпаривания.

Принцип работы вакуум-выпарных установок
Вакуум в выпарных установках создается в результате конденсации вторичного пара в конденсаторах, охлаждаемых водой.
Теоретически абсолютное давление в конденсаторе должно быть равно давлению насыщенного пара при температуре конденсации.
В присутствии воздуха давление в конденсаторе равно сумме парциальных давлений пара и воздуха.
Вакуум в конденсаторе от подсоса воздуха ухудшается, и воздух необходимо удалять при помощи вакуум-насосов (наиболее распространенные – пароструйные).
Обычно в конденсаторах выпарных установок поддерживают абсолютное давление, равное 0,1 – 0,2 aт (соответствует температуре конденсации 45 – 60° С).

Типовая
вакуум-выпарная установка

Шаровой аппарат
1 – Шаровой или овальной формы разъемный корпус аппарата;
2 – паровая рубашка;
3 – шлем, соединяющийся с конденсатором;
4 – штуцер для подачи исходного раствора;
5 - труба для вывода концентрированного раствора;
6 – штуцер для подачи греющего пара;
7 – штуцер для отвода конденсата;
8 - разбортованныне края;
9 – лаз, служащий для очистки внутренней поверхности аппарата;
10 – воздушный кран;
11 – термометр;
12 – вакуумметр;
13 – смотровые стекла.

Трубчатый аппарат
Аппарат этого типа имеет цилиндрический корпус, в нижней части которого на расстоянии 0,75-1,5 м друг от друга установлены две трубные решетки А, равные диаметру корпуса. В отверстиях трубных решеток ввальцованы многочисленные трубки диаметром 50-75 мм. В середину трубной решетки ввальцована широкая труба диаметром до 500 мм, называемая циркуляционной трубой В.
1 – штуцер для ввода греющего пара;
2 – штуцер для отвода конденсата;
3 – штуцер для вывода неконденсирующихся паров;
4 – штуцер для ввода исходного раствора;
5 – труба для вывода концентрированного раствора;
6 – пароотводная труба, соединенная с конденсатором.
.
Трубчатые вакуум-аппараты выгодно отличаются от шаровых большой поверхностью нагрева, что обеспечивает быстроту выпаривания.

Выпаривание под вакуумом
Преимущества
Возможность использования вторичного пара
Проведение процесса при более низких температурах
Увеличение полезной разности температур и, как следствие, уменьшение поверхности нагрева
Возможность использования греющего агента с более низкой температурой
Недостатки
Усложнение конструкции (вакуум-насосы)
Дополнительные энергетические затраты
Удорожание установки

Конденсаторы
Применяют поверхностные конденсаторы и конденсаторы смешения.
В поверхностных конденсаторах пар отделен от охлаждающей воды стенкой.
В конденсаторах смешения пар конденсируется при непосредственном соприкосновении с водой.
В зависимости от направления движения пара и воды конденсаторы смешения разделяются на прямоточные и противоточные, а в зависимости от высоты расположения – на конденсаторы низкого и высокого уровня.

Прямоточный конденсатор
Прямоточные конденсаторы применяются для выпарных установок небольшой и средней производительности и обычно размещаются на низком уровне.
В этих конденсаторах пар и вода движутся в одном направлении (сверху вниз), а смесь воды и конденсата откачивается насосом.

Противоточный барометрический конденсатор
Противоточные конденсаторы применяются для выпарных установок большой производительности.
Они располагаются обычно на высоком уровне, причем удаление смеси воды и конденсата производится через опускную (барометрическую) трубу.
Высота столба жидкости в барометрической трубе уравновешивает атмосферное давление, и жидкость вытекает из нее в сборник (барометрический ящик).
Нижний конец барометрической трубы должен быть опущен ниже уровня жидкости в барометрическом ящике, образуя гидравлический затвор, препятствующий засасыванию атмосферного воздуха в конденсатор.

Преимущества барометрических конденсаторов
Меньший расход воды и меньший объем отсасываемого воздуха (по сравнению с прямоточными).
Простота удаления воды через барометрическую трубу.
При одинаковых мощностях насосов и расходах охлаждающей воды при противотоке достигается больший вакуум.
Противоточные барометрические конденсаторы с сегментными тарелками просты и приняты в качестве стандартных.