Відкрити головне меню
Випарний апарат системи Роберта

Випарювання — технологічний процес концентрування розчинів шляхом виділення розчинника і перетворення його на пару.

Фізична сутність процесу випарюванняРедагувати

Фізична сутність процесу випарювання полягає у перетворенні частини розчинника на пару. Слід розрізняти випарювання та випаровування — випарювання на відміну від випаровування відбувається з усієї маси рідини за температури, що відповідає точці кипіння за певного тиску. У процесі кипіння перетворення рідини на пару відбувається не лише з поверхні, а й у середині парових пухирців, що утворюються в самій рідині.

В процесі випаровування рідини в середину пухирця, його розмір збільшується, а значить і зростає його піднімальна сила. Тому пухирець переборює опір з боку рідини і спливає на поверхню, де лопається і замість нього утворюється новий пухирець. Таке просування пухирців з нижніх шарів рідини до її поверхні зумовлює неперервне перенесення пари, утворюваної в середині рідини, у паровий простір.

Парові пухирці зароджуються на поверхні теплообміну за наявності шорсткості. Їх утворенню сприяють також гази, що містяться в рідині, вони виділяються під час нагрівання й утворюють велику кількість газових пухирців, у які й випаровується рідина.

Умовою утворення парових пухирців є рівність тиску пари в середині пухирця та тиску рідини, що його оточує. При цьому процес паротворення відбувається настільки інтенсивно, що, незважаючи на підведення ззовні значної кількості теплоти, температура рідини не підвищується.

Щоб реалізувати процес випарювання, теплоту від теплоносія належить передати киплячому розчину. Це стає можливим лише за різниці температур теплоносіїв. Витрата теплоти на випарювання залежить від прихованої теплоти паротворення розчинника.

Випарні апаратиРедагувати

У світі існує понад 80 різновидів випарних апаратів.[1] Різноманітні конструкції випарних апаратів, що використовуються в промисловості, можна класифікувати по типу поверхні нагрівання, по її розміщенню у просторі, по типу теплоносія, а також в залежності від того, рухається теплоносій ззовні чи в середині труб нагрівальної камери. Однак найбільш суттєвим показником класифікації випарних апаратів, що характеризує інтенсивність їх дії є спосіб та кратність циркуляції розчину.

Розрізняють випарні апарати з неорганізованою чи вільною, направленою природною та штучною циркуляцією. Випарні апарати поділяють також на апарати прямоточні, в яких випарювання розчину відбувається за один його прохід через апарат без циркуляції розчину і апарати, що працюють з багатократною циркуляцією розчину.

Випарні установкиРедагувати

Можна було б кожний випарний апарат нагрівати паром з парових котлів. Це простий спосіб роботи, але занадто ресурсомісткий. Тому використовується схема випарювання з багаторазовим використанням пару. Яка складається з декількох випарних апаратів, або корпусів, через які послідовно пропускається розчинник, що випарюється, а кінцевий продукт виходить з останнього корпусу. Тільки для обігріву першого випарного апарату використовується пар, з парової машини або турбіни, що працює з протитиском, цей пар називається ретурним. Всі інші корпуси випарної установки обігріваються вторинною парою з попередніх корпусів.

ПосиланняРедагувати

  • . Zhang, L., Kong, S. (2012). Multicomponent vaporization modeling of bio-oil and its mixtures with other fuels. Fuel, 95, 471-480. DOI: 10.1016/j.fuel.2011.12.009