История развития науки о процессах и аппаратах

Основные положения

1. Выпаривание — это сгущение растворов за счет испарения из них воды. В процессе выпаривания повышается концентрация сухих веществ в сгущаемом продукте.

2. При достижении концентрации насыщения в растворе появляются кристаллы сухих веществ. Сгущаемый продукт в этой области концентраций называется утфелем. Выпаривание можно организовать в периодическом или непрерывном процессах.
3. Источником энергии при выпаривании воды из сгущаемого продукта обычно служит первичный или греющий пар. Испаряющаяся вода образует вторичный пар. Вторичный пар можно использовать для подогрева сгущаемого продукта в других корпусах выпарной установки, что уменьшает стоимость сгущения в них. Это является причиной создания многокорпусных выпарных установок, соединенных последовательно. Часть вторичного пара может отбираться для заводских нужд. Отбираемый пар называют экстрапаром.
4. Для предотвращения механического выноса из выпарной установки капель сгущаемого продукта на выходе из них устанавливают сепараторы Кроме того, предусматривается наличие незаполненного пространства над зеркалом выпариваемого раствора высотой не менее 800 мм.
5. В расчетах выпарных аппаратов используют уравнения материального и теплового баланса. Из них определяют площади поверхности нагрева выпарного аппарата, по которым с использованием каталогов аппаратов подбирают и сам аппарат.
6. В многокорпусных выпарных установках целесообразно отбирать экстрапар, при этом экономически более выгодно его отбирать не из первого, а из последующих корпусов.
7. Для повышения эффективности работы выпарного аппарата и уменьшения удельного расхода пара целесообразно подогревать раствор перед выпарным аппаратом до температуры кипения и лучше изолировать корпус аппарата, чтобы снизить тепловые потери.
8. В каждом выпарном аппарате есть оптимальный пьезометрический уровень раствора в кипятильных трубках, когда они хорошо орошаются раствором, а участок подогрева раствора сведен до минимальных размеров.
9. В выпарных аппаратах различают полную и полезную разности температур. Полной разностью температур называют разность между температурами греющего (первичного) пара и вторичного пара в конце паропровода, отводящего этот пар из аппарата. Полезную разность температур в выпарном аппарате находят как разность между полной разностью температур и суммой температурных депрессий: физико-химической, гидростатической и гидродинамической.
10. Выпаривание под вакуумом имеет преимущество перед выпариванием под атмосферным давлением, так как при разрежении увеличивается полезная разность температур между греющим паром и раствором. Кроме того, при выпаривании под вакуумом можно использовать греющий пар с более низкими температурой