Οι τεχνολογικές διεργασίες ανταλλαγής θερμότητας χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες βιομηχανίες για τη δημιουργία των απαραίτητων συνθηκών για την επεξεργασία ή την αλλαγή της κατάστασης θερμοκρασίας του εξοπλισμού, καθώς και των κενών παραγωγής. Σε επιχειρήσεις όπου έχουν οριστεί καθήκοντα αλλαγής των χαρακτηριστικών των υγρών μέσων, η θερμότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέσο διατήρησης του βρασμού. Τεχνικά, παρόμοια προβλήματα επιλύονται με τη βοήθεια εξατμιστήρων που διαθέτουν ένα ειδικό σετ λειτουργικών εξαρτημάτων για την οργάνωση της διαδικασίας ανταλλαγής θερμότητας.
Τι είναι η διαδικασία εξάτμισης;
Στον βιομηχανικό τομέα, η εξάτμιση θεωρείται ως μέθοδος συμπύκνωσης υγρών διαλυμάτων, τα οποία βασίζονται σε ουσίες χαμηλής πτητικής ή μη διαλυμένες σε πτητικά δραστικά μείγματα. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται ως αποτέλεσμαεξάτμιση του διαλύτη κατά τη διάρκεια του βρασμού. Αυτή η διαδικασία υποβάλλεται συχνότερα σε αλκάλια, άλατα, καθώς και υγρά υψηλής βρασμού. Αλλά σε κάθε περίπτωση, το κύριο καθήκον της διαδικασίας είναι να ληφθεί ένας καθαρός διαλύτης ή μεμονωμένες ουσίες σε υψηλό βαθμό συγκέντρωσης. Εάν μιλάμε για στοχευμένο καθαρισμό ενός συγκεκριμένου συστατικού του διαλύματος, τότε η διαδικασία εξάτμισης μπορεί να συμπληρωθεί με μια διαδικασία κρυστάλλωσης, κατά την οποία είναι δυνατός ο σχηματισμός της ουσίας στόχου σε στερεή μορφή.
Από τεχνολογική άποψη, η εξάτμιση είναι ένας συνδυασμός μιας σειράς εργασιών ανταλλαγής θερμότητας. Η πολυπλοκότητα της τεχνικής οργάνωσης αυτής της διαδικασίας απαιτεί τη χρήση ειδικού εξοπλισμού. Σε αυτή τη χωρητικότητα, χρησιμοποιείται ένας εξατμιστής κενού με βελτιστοποιημένο σχεδιασμό, σχεδιασμένος για να εκτελεί τις κύριες διαδικασίες εξάτμισης, καθώς και βοηθητικές λειτουργίες. Είναι σημαντικό να έχετε κατά νου ότι η εξάτμιση περιλαμβάνει τη χρήση επιθετικών μέσων - καυτών υγρών, αερίων, υδρατμών κ.λπ. Σε αυτό προστίθεται το δυσμενές υπόβαθρο από χημικά δραστικές ουσίες-στόχους. Αυτοί και άλλοι παράγοντες δυσμενών τεχνολογικών επιπτώσεων απαιτούν τη χρήση ειδικών υλικών για τη συναρμολόγηση των εξατμιστών, γεγονός που αυξάνει τις προστατευτικές ιδιότητες των κατασκευών.
Βασική συσκευή του εξατμιστή
Οι περισσότεροι σύγχρονοι βιομηχανικοί εξατμιστές χρησιμοποιούν σύστημα πολλαπλών συστατικών που βασίζεται σε εναλλάκτη θερμότητας με συμπυκνωτή και θάλαμο εξάτμισης. Για τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας και την αποτελεσματικότερη συγκέντρωση των λύσεων, η παρουσία τουο διαχωριστής είναι μια μονάδα που συνδέεται με ξεχωριστή σειρά μέσω του αγωγού αερίου και οργανώνει την απομάκρυνση του δευτερεύοντος ατμού. Συνηθέστερα χρησιμοποιούνται διαχωριστές εξωτερικού τύπου, οι οποίοι λειτουργούν υπό συνθήκες φυγόκεντρης δύναμης. Τι είναι ουσιαστικά διαφορετικός εξατμιστής κενού; Η δημιουργία κενού σάς επιτρέπει να επιτύχετε το αποτέλεσμα της μαλακής εξάτμισης. Αυτό παρέχει δύο θετικά σημεία - την επιτάχυνση της διαδικασίας εξάτμισης (το συντηρημένο διάλυμα περνά λιγότερο χρόνο στον θάλαμο) και μια αύξηση στην ποιότητα της συμπυκνωμένης ουσίας. Τα προϊόντα παραγωγής μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε άλλες τεχνολογικές λειτουργίες στην ίδια επιχείρηση επεξεργασίας στόχου. Για να γίνει αυτό, οργανώνουν τη σύνδεση μεμονωμένων μονάδων με ροές εξόδου, χάρη στις οποίες όχι μόνο πραγματοποιείται η αφαίρεση της περίσσειας μιγμάτων αερίων, αλλά εξασφαλίζεται η ρύθμιση της ροής με τις απαραίτητες παραμέτρους παροχής όσον αφορά τη δύναμη πίεσης και την κίνηση Ταχύτητα. Επιπλέον, πολλοί εξατμιστές μπορούν προαιρετικά να συνδυαστούν με μονάδες προεπεξεργασίας ή αραίωσης απορριμμάτων για να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις των διαδικασιών όπου το ίδιο αέριο μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί.
Συσκευή με εξαναγκασμένη κυκλοφορία
Ο σχεδιασμός βασίζεται σε έναν κατακόρυφο ή οριζόντιο εναλλάκτη θερμότητας με κέλυφος και σωλήνα με θάλαμο θέρμανσης και ομόκεντρο διαχωριστή. Η διαδικασία εργασίας υποστηρίζεται από ένα αντλιοστάσιο κυκλοφορίας και ένα δοχείο flash. Συνήθως, η αναγκαστική διαδικασία μετακίνησης των μιγμάτων εργασίας εφαρμόζεται σε εξατμιστές διπλού κελύφους μεσύστημα κυκλοφορίας αντιρροής. Ως μέρος τέτοιων συσκευών, υπάρχει επίσης μια συσκευή για απόσταξη και καθαρισμό με ατμό από οργανικές ενώσεις και ενώσεις αλάτων. Η μέση χωρητικότητα του εξατμιστή αναγκαστικής κυκλοφορίας είναι περίπου 9000 kg/h και η αναλογία συγκέντρωσης φτάνει το 65%.
Κατά τη λειτουργία μιας τέτοιας μονάδας, το υγρό κυκλοφορεί κατά μήκος των περιγραμμάτων του θαλάμου θέρμανσης λόγω της δύναμης που παρέχει η αντλία. Στον θάλαμο, η θερμοκρασία του υγρού φέρεται στο σημείο βρασμού, μετά το οποίο η πίεση στο μπλοκ διαχωριστή μειώνεται απότομα. Από αυτή τη στιγμή ξεκινά η διαδικασία ενεργού εξάτμισης μέρους του υγρού. Ποια είναι τα οφέλη από τη χρήση αυτού του τύπου μονάδας; Αυτή είναι η πιο αποτελεσματική λύση όταν χειρίζεστε παχύρρευστα και προβληματικά μολυσμένα μείγματα. Για παράδειγμα, για την εξάτμιση των αλατούχων διαλυμάτων, αυτή η επιλογή είναι καταλληλότερη από τους εξατμιστές απλής επίδρασης, οι οποίοι μπορούν να δείξουν υψηλότερο ρυθμό κυκλοφορίας, αλλά η ισχύς τους δεν θα είναι αρκετή για να παρέχει ούτε ένα μέσο επίπεδο παραγωγικότητας. Παρεμπιπτόντως, οι σύγχρονοι εξατμιστές με εξαναγκασμένη κυκλοφορία εκτελούν εργασίες βρασμού και εξάτμισης όχι στους τοίχους θέρμανσης στον κύριο θάλαμο, αλλά στον διαχωριστή, επομένως η μόλυνση της κύριας μονάδας εργασίας ελαχιστοποιείται.
Εξατμιστές με πλακοειδή εναλλάκτη θερμότητας
Το χαρακτηριστικό σχεδιασμού τέτοιων εγκαταστάσεων είναι η παρουσία ειδικών πλακών, λόγω των οποίων το μέσο εργασίας κατευθύνεται μέσω του θαλάμου θέρμανσης κατά μήκος εναλλασσόμενων καναλιών. Για τη σφράγιση των πλακών, χρησιμοποιούνται ειδικά παρεμβύσματα - είναι επίσηςεκτελούν τη λειτουργία της θερμομόνωσης, η οποία αυξάνει την απόδοση της μεταφοράς θερμότητας.
Κατά κανόνα, πρόκειται για εξατμιστές πολλαπλών αποτελεσμάτων με χωρητικότητα περίπου 15 t/h. Οι ροές θέρμανσης του νερού και του προϊόντος στόχου κινούνται σε αντίθετο ρεύμα κατά μήκος των καναλιών τους, εκπέμποντας μέρος της ενέργειας. Η δύναμη για την κίνηση των μέσων δημιουργείται από την ίδια αντλία κυκλοφορίας, ωστόσο, η σχεδίαση των πλακών έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει την επίδραση του στροβιλισμού στο κύκλωμα, η οποία μειώνει το απαιτούμενο δυναμικό ισχύος για την υποστήριξη της μεταφοράς του προϊόντος και του ψυκτικού. Ως αποτέλεσμα της ενεργού ανταλλαγής θερμότητας, το μέσο εργασίας βράζει, μετά από το οποίο σχηματίζεται ατμός. Τα υπολειμματικά υγρά προϊόντα αποκόπτονται στο μπλοκ διαχωριστή λόγω φυγόκεντρης δύναμης.
Αυτή είναι μια από τις λίγες περιπτώσεις όταν πρόκειται για έναν εξατμιστή γενικής χρήσης όσον αφορά την ικανότητα εργασίας με διαφορετικά τεχνολογικά μέσα. Ειδικότερα, η αρχή λειτουργίας μιας εγκατάστασης εξατμιστή με πλακοειδή εναλλάκτη θερμότητας επιτρέπει τη χρήση ατμού-αερίου και υδατικών μέσων. Ταυτόχρονα, εξασφαλίζεται ποιότητα υψηλής συγκέντρωσης, αφού η εξάτμιση πραγματοποιείται ομοιόμορφα σε ήπιο τρόπο λειτουργίας με ένα πέρασμα. Ο ίδιος ο σχεδιασμός έχει βελτιστοποιηθεί στο μέγιστο μέγεθος, γεγονός που διευκολύνει την εγκατάσταση και τα τεχνικά μέτρα. Έτσι, το ύψος του χώρου εγκατάστασης με όλες τις επικοινωνίες και τις σωληνώσεις σύνδεσης για μια τέτοια συσκευή είναι 3-4 m.
Εξατμιστές φυσικής κυκλοφορίας τριών εφέ
Δομικά, τέτοιες συσκευές διακρίνονται από την παρουσία ενός βραχίονακατακόρυφα τοποθετημένος εναλλάκτης θερμότητας και η επάνω τοποθέτηση του διαχωριστή. Το ρευστό εργασίας τροφοδοτείται από κάτω, μετά το οποίο ανεβαίνει μέσω των σωλήνων θέρμανσης μέσω του θαλάμου. Εφαρμόζεται η αρχή μιας ανοδικής μεμβράνης ή ανύψωσης αερίου. Εάν στα πεδία πετρελαίου και φυσικού αερίου, το συσχετισμένο αέριο μεταφέρει το προϊόν, τότε στην περίπτωση ενός εξατμιστή τριών δοχείων, θερμοί ατμοί ανυψώνουν το υγρό κατά μήκος των κυκλωμάτων κελύφους και σωλήνα. Η όλη διαδικασία γίνεται με φόντο το βράσιμο. Το υγρό που διαχωρίζεται από τον ατμό διοχετεύεται μέσω του σωλήνα επιστροφής στον εναλλάκτη θερμότητας, μετά τον οποίο αποστέλλεται και πάλι στον διαχωριστή για την επόμενη συνεδρία διαχωρισμού. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται αρκετές φορές μέχρι να επιτευχθεί το επιθυμητό επίπεδο συγκέντρωσης.
Ο ρυθμός εξάτμισης σε αυτήν την περίπτωση καθορίζεται από τη διαφορά θερμοκρασίας στον θάλαμο θέρμανσης και στη μονάδα βρασμού. Και οι δύο ενδείξεις μπορούν να ρυθμιστούν με αυτόματο έλεγχο. Η φυσική κυκλοφορία στον εξατμιστή κενού επιτρέπει υψηλή ειδική χωρητικότητα με γρήγορη εκκίνηση. Αλλά δεν πρέπει να βασίζεται κανείς στη συντήρηση διαλυμάτων που περιέχουν πολύπλοκες ή θερμικά ασταθείς ενώσεις. Πρόκειται για έναν εξαιρετικά εξειδικευμένο εξοπλισμό, ο υπολογισμός του οποίου γίνεται για τη χημική βιομηχανία και τη βιομηχανία τροφίμων, όπου απαιτείται η εκτέλεση εργασιών διαχωρισμού σημείων με μικρό φορτίο χωρητικότητας. Για παράδειγμα, οι εξατμιστές γλυκερίνης παρέχουν ταχύτητα επεξεργασίας 3600 kg/h.
Πώς λειτουργεί ένας βαρομετρικός συμπυκνωτής
Ποικιλίαεναλλάκτες θερμότητας ανάμειξης, οι οποίοι δεν εκτελούν διαχωρισμό επιφάνειας των μέσων εργασίας κατά τη διαδικασία υπερχείλισης, αλλά επιτρέπουν την ανάμειξή τους. Με άλλα λόγια, τη στιγμή της θέρμανσης, το υπό όρους συμπυκνωμένο διάλυμα μπορεί να έρθει σε επαφή με το θερμό μέσο της διεργασίας που αντιπροσωπεύεται από ατμό ή νερό. Ο ίδιος ο βαρομετρικός συμπυκνωτής είναι μέρος μιας σύνθετης εγκατάστασης εξατμιστήρα, η οποία εκτελεί τις διαδικασίες ανάμειξης νερού ψύξης και δευτερογενούς ατμού. Δεδομένου ότι οι όγκοι του νεοσχηματιζόμενου συμπυκνώματος είναι μικρότεροι από τον όγκο του ατμού, εμφανίζεται ένα φυσικό κενό. Για να το διατηρήσετε, είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε τον ατμοσφαιρικό αέρα από τον συμπυκνωτή, ο οποίος αποστέλλεται εκεί μαζί με τις ροές ψυκτικού. Σε ορισμένα σχέδια, ο αέρας μπορεί επίσης να εισέλθει μέσω ελαττωμάτων στη θήκη του πυκνωτή. Η έξοδος μικτών μιγμάτων από τον συμπυκνωτή πραγματοποιείται μέσω ενός βαρομετρικού σωλήνα. Είναι προ-βυθισμένο στο υγρό και σχηματίζει μια υδραυλική σφράγιση που εμποδίζει τη διέλευση αέρα στον συμπυκνωτή.
Η αρχή της λειτουργίας της χωρητικής συσκευής
Ένα ειδικό είδος εξοπλισμού για τεχνολογικές διαδικασίες εξάτμισης. Η κύρια διαφορά μεταξύ χωρητικών μονάδων όσον αφορά την αρχή λειτουργίας είναι η υποστήριξη της λειτουργίας ελεύθερης κυκλοφορίας, η οποία επιτυγχάνεται λόγω της εσωτερικής διαμόρφωσης της θέσης των κυκλωμάτων στο σύστημα ανταλλαγής θερμότητας. Η υποδομή του δικτύου ανταλλαγής θερμότητας διαμορφώνεται από δέσμες σωλήνων, πηνία και άλλα στοιχεία που δημιουργούν συνθήκες για μια πολυβάθμια και από πολλές απόψειςδύσκολη διαδικασία μεταφοράς θερμικής ενέργειας. Παρεμπιπτόντως, οι χωρητικοί εξατμιστές δεν χρησιμοποιούνται πρακτικά στην εργασία με ιξώδη, ευαίσθητα στη θερμότητα και κρυσταλλοποιητικά διαλύματα ακριβώς λόγω της ελεύθερης, αλλά αργής κυκλοφορίας των ροών. Επιπλέον, οι συντελεστές μεταφοράς θερμότητας σε αυτό το σύστημα είναι μικροί, γεγονός που επηρεάζει αρνητικά τη συνολική απόδοση εξάτμισης. Πώς δικαιολογούνται οι χωρητικές συσκευές; Χρησιμοποιούνται με επιτυχία σε βιομηχανίες μικρής χωρητικότητας, όπου ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας δεν είναι τόσο σημαντικός με τους όγκους παραγωγής. Η εσωτερική διάταξη των χωρητικών εξατμιστών, με όλες τις αδυναμίες της, ανοίγει πολλές ευκαιρίες για την οργάνωση της κατευθυνόμενης κυκλοφορίας, κάτι που είναι πολύ σημαντικό σε επιχειρήσεις με χαμηλή δομική κινητικότητα κατά τη σύνδεση καναλιών επικοινωνίας.
Υπολογισμός εξατμιστή
Σε μια ολοκληρωμένη σχεδίαση εξατμιστή, γίνονται μεμονωμένοι υπολογισμοί για κάθε εξάρτημα, καθώς τα χαρακτηριστικά της παραγωγικής διαδικασίας μπορούν να αλλάξουν σε κάθε στάδιο. Κατά κανόνα, τα ακόλουθα χρησιμοποιούνται ως αρχικά δεδομένα:
- κατά προσέγγιση πίεση ατμού;
- θερμότητα συγκέντρωσης;
- ιδιότητες της αρχικής λύσης;
- επίπεδο απώλειας θερμότητας;
- συντελεστής μεταφοράς θερμότητας;
- παράμετροι σχεδίασης που έχουν ήδη οριστεί και δεν μπορούν να αλλάξουν.
Για εγκαταστάσεις εξατμιστή τριών αποτελεσμάτων, ο υπολογισμός με τα προαναφερθέντα αρχικά δεδομένα μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας πολλές παραμέτρους ταυτόχρονα, συμπεριλαμβανομένης της ισχύος της αντλίας κυκλοφορίας, του όγκου του θαλάμου θέρμανσης,η μέγιστη ποσότητα του συντηρημένου υγρού κ.λπ. Οι πιο σημαντικές εργασίες σχεδιασμού περιλαμβάνουν υπολογισμό σχεδιασμού του ίδιου βαρομετρικού συμπυκνωτή, διαχωριστή και προσδιορισμό των χαρακτηριστικών των στοιχείων σωληνώσεων. Ειδικότερα, η ένταση της εξάτμισης σε συστήματα με συνεχή εξάτμιση θα εξαρτηθεί από τις διαμέτρους των ακροφυσίων και το μήκος των σωλήνων μετάβασης.
Απαιτήσεις ροής εργασίας
Οι υπολογισμένοι δείκτες για την οργάνωση της διαδικασίας εξάτμισης ενδέχεται να μην έχουν το αναμενόμενο αποτέλεσμα εάν δεν πληρούνται οι απαιτήσεις για το εξωτερικό περιβάλλον. Πολλά θα εξαρτηθούν από τις συνθήκες μέσα στο δωμάτιο όπου χρησιμοποιείται ο εξοπλισμός. Σύμφωνα με τις απαιτήσεις, οι εξατμιστές εφάπαξ μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο σε δωμάτια με εμβαδόν τουλάχιστον 4,5 m2 και ύψος 3,2 μ. σαν καμινάδα. Δεν θα είναι περιττό να παρέχετε μια ρυθμιζόμενη κουκούλα με πύλη και ρύθμιση ώθησης.
Το σύστημα εξαερισμού έχει σχεδιαστεί σύμφωνα με ειδικούς κανόνες. Θα πρέπει να περιλαμβάνει κανάλια εισροής και συστήματα εξάτμισης με άμεση σύνδεση με τις περιοχές όπου εκτελείται απευθείας η διαδικασία εξάτμισης. Είναι προφανές ότι ένα πολύπλοκο σύστημα εξαερισμού που λειτουργεί σε κανονική λειτουργία προς δύο κατευθύνσεις θα απαιτήσει σοβαρή υποστήριξη ισχύος. Αλλά ταυτόχρονα, ο εκπεμπόμενος θόρυβος από τα κανάλια και τον εξοπλισμό λειτουργίας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 75 dB. Και αυτό για να μην αναφέρουμε τη συμμόρφωση με τις απαιτήσεις της φωτιάς καιηλεκτρική ασφάλεια. Εάν ο εξατμιστής λειτουργεί τακτικά με μείγματα αερίων, τότε πρέπει να οργανωθεί ένα ειδικό σύστημα απαέρωσης αέρα. Μπορεί να αποτελεί μέρος ενός ενιαίου συγκροτήματος επικοινωνιών ανταλλαγής θερμότητας, το οποίο θα επιτρέψει, σε ορισμένες λειτουργικές πτυχές, να συμπληρώσει τις λειτουργίες και των δύο συστημάτων.
Συμπέρασμα
Οι εργασίες εξάτμισης και συγκέντρωσης χρησιμοποιούνται εδώ και πολύ καιρό στις βιομηχανίες τόσο ως κύριες όσο και ως δευτερεύουσες τεχνολογικές διεργασίες. Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα υλικά προετοιμάζονται με αυτόν τον τρόπο για περαιτέρω στάδια κατασκευής προϊόντων ή προετοιμασίας τεχνικών μέσων. Οι εξατμιστές κενού και οι εγκαταστάσεις μπορούν να συγκαταλέγονται στα πιο παραγωγικά εργαλεία για την επίλυση τέτοιων προβλημάτων. Οι δείκτες υψηλής απόδοσης εξηγούνται από την παρουσία της λειτουργίας ενός εξατμιστή κυκλοφορίας που λειτουργεί από μια εξωτερική πηγή ενέργειας με τη μορφή αντλιοστασίου. Υπάρχουν διάφοροι συνδυασμοί της αλληλεπίδρασης της ομάδας κυκλοφορίας με τον θάλαμο θέρμανσης και τον διαχωριστή, αλλά κατ 'αρχήν, συστήματα πολλαπλών συστατικών αυτού του τύπου παρέχουν την υψηλότερη απόδοση της τεχνολογικής λειτουργίας, τόσο όσον αφορά την ποιότητα της συγκέντρωσης του προϊόντος όσο και τη δυναμική του η διαδικασία της εξάτμισης.
