Isı değişim teknolojik süreçleri, ekipmanın sıcaklık durumunu ve ayrıca üretim boşluklarını işlemek veya değiştirmek için gerekli koşulları oluşturmak için çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Görevlerin sıvı ortamın özelliklerini değiştirmeye yönelik olduğu işletmelerde, kaynamayı sürdürmenin bir yolu olarak ısı kullanılabilir. Teknik olarak, benzer problemler, ısı değişim sürecini organize etmek için özel bir dizi fonksiyonel bileşenle sağlanan evaporatörlerin yardımıyla çözülür.
Buharlaşma süreci nedir?
Endüstriyel sektörde buharlaştırma, uçucu aktif karışımlarda çözülmüş düşük uçucu veya uçucu olmayan maddelere dayanan sıvı çözeltilerin konsantre edilmesi yöntemi olarak kabul edilir. Bu işlem sonuç olarak gerçekleştirilir.kaynatma sırasında çözücünün buharlaşması. Bu prosedür çoğunlukla alkalilere, tuzlara ve ayrıca yüksek kaynama noktalı sıvılara maruz kalır. Ancak her durumda, işlemin ana görevi, yüksek derecede konsantrasyonda saf bir çözücü veya tek tek maddeler elde etmektir. Çözeltinin belirli bir bileşeninin hedeflenen saflaştırılmasından bahsediyorsak, buharlaştırma işlemi, hedef maddenin katı halde oluşumunun mümkün olduğu bir kristalleştirme işlemi ile desteklenebilir.
Teknolojik açıdan buharlaşma, bir dizi ısı değişim işleminin bir kombinasyonudur. Bu sürecin teknik organizasyonunun karmaşıklığı, özel ekipman kullanımını gerektirmektedir. Bu kapasitede, ana buharlaştırma işlemlerini ve yardımcı işlemleri gerçekleştirmek için tasarlanmış optimize edilmiş bir tasarıma sahip bir vakumlu evaporatör kullanılmaktadır. Buharlaşmanın agresif ortamların (sıcak sıvılar, gazlar, su buharı vb.) kullanımını içerdiğini akılda tutmak önemlidir. Buna, hedeflenen kimyasal olarak aktif maddelerden kaynaklanan olumsuz arka plan eklenir. Bu ve olumsuz teknolojik etkinin diğer faktörleri, evaporatörlerin montajı için yapıların koruyucu özelliklerini artıran özel malzemelerin kullanılmasını gerektirir.
Buharlaştırıcının temel cihazı
Modern endüstriyel evaporatörlerin çoğu, kondansatörlü ve buharlaşma odalı bir ısı eşanjörüne dayalı çok bileşenli bir sistem kullanır. Süreci optimize etmek ve daha verimli çözüm konsantrasyonu sağlamak için,separatör, gaz kanalı vasıtasıyla ayrı bir düzende bağlanan ve sekonder buharın tahliyesini organize eden ünitedir. Merkezkaç kuvveti koşulları altında çalışan harici tip ayırıcılar daha yaygın olarak kullanılır. Temelde farklı vakumlu evaporatör nedir? Vakum oluşturmak, yumuşak buharlaşmanın etkisini elde etmenizi sağlar. Bu, iki olumlu nokta sağlar - buharlaşma sürecinin hızlanması (hizmet verilen çözelti haznede daha az zaman harcar) ve konsantre maddenin kalitesinde bir artış. Çıktı ürünleri, aynı hedef işleme işletmesindeki diğer teknolojik işlemlerde kullanılabilir. Bunu yapmak için, sadece fazla gaz karışımlarının giderilmesinin gerçekleştirilmediği, aynı zamanda basınç kuvveti ve hareket açısından gerekli teslimat parametreleriyle akışın düzenlenmesinin sağlandığı çıkış akışları ile bireysel modüllerin bağlantısını düzenlerler. hız. Ayrıca, aynı gazın yeniden kullanılabileceği süreçlerin gereksinimlerini karşılamak için birçok evaporatör isteğe bağlı olarak ön arıtma veya atık seyreltme üniteleriyle eşleştirilebilir.
Zorunlu sirkülasyonlu cihaz
Tasarım, bir ısıtma odası ve eşmerkezli bir ayırıcıya sahip dikey veya yatay gövde ve borulu bir ısı eşanjörüne dayanmaktadır. Çalışma süreci, bir sirkülasyon pompası istasyonu ve bir flaş tankı tarafından desteklenmektedir. Genellikle, çalışma karışımlarının zorunlu hareketi, çift kabuklu evaporatörlerde uygulanır.karşı akım sirkülasyon şeması. Bu tür cihazların bir parçası olarak, organik ve tuz bileşiklerinden damıtma ve buharla arıtma için bir cihaz da vardır. Cebri sirkülasyon evaporatörünün ortalama kapasitesi yaklaşık 9000 kg/saat'tir ve konsantrasyon oranı %65'e ulaşır.
Böyle bir ünitenin çalışması sırasında, pompa tarafından sağlanan kuvvet nedeniyle sıvı, ısıtma odasının dış hatları boyunca dolaşır. Haznede, sıvının sıcaklığı kaynama noktasına getirilir, ardından ayırıcı bloktaki basınç keskin bir şekilde azalır. Bu andan itibaren, sıvının bir kısmının aktif buharlaşma süreci başlar. Bu tür bir birimi kullanmanın faydaları nelerdir? Bu, viskoz ve sorunlu kontamine karışımlarla çalışırken en etkili çözümdür. Örneğin, tuzlu çözeltilerin buharlaştırılması için bu seçenek, daha yüksek bir sirkülasyon hızı gösterebilen tek etkili evaporatörlerden daha uygundur, ancak güçleri ortalama bir verimlilik seviyesi bile sağlamaya yeterli olmayacaktır. Bu arada cebri sirkülasyonlu modern evaporatörler kaynatma ve buharlaştırma işlemlerini ana odadaki ısıtma duvarlarında değil seperatörde gerçekleştirerek ana çalışma ünitesinin kirlenmesi minimuma indirilmiştir.
Plakalı ısı eşanjörlü evaporatörler
Bu tür kurulumların tasarım özelliği, çalışma ortamının alternatif kanallar boyunca ısıtma odası boyunca yönlendirildiği özel plakaların varlığıdır. Plakaları kapatmak için özel contalar kullanılır - bunlar daısı transferinin verimliliğini artıran ısı yalıtımı işlevini yerine getirir.
Kural olarak bunlar, yaklaşık 15 t/saat kapasiteli çok etkili evaporatörlerdir. Suyun ısıtma akışları ve hedef ürün, kanalları boyunca ters akımda hareket ederek enerjinin bir kısmını verir. Medyanın hareketi için kuvvet aynı sirkülasyon pompası tarafından üretilir, ancak plakaların tasarımı, ürün ve soğutucunun transferini desteklemek için gerekli güç potansiyelini az altan devredeki türbülansın etkisini desteklemek üzere tasarlanmıştır. Aktif ısı değişiminin bir sonucu olarak, çalışma ortamı kaynar ve ardından buhar oluşur. Artık sıvı ürünler, merkezkaç kuvveti nedeniyle ayırıcı blokta kesilir.
Bu, farklı teknolojik ortamlarla çalışma yeteneği açısından evrensel bir evaporatör söz konusu olduğunda birkaç durumdan biridir. Özellikle, bir plakalı ısı eşanjörlü bir evaporatör tesisinin çalışma prensibi, buhar-gaz ve sulu ortam kullanımına izin verir. Aynı zamanda, buharlaşma tek geçişte yumuşak bir modda eşit olarak gerçekleştirildiğinden, yüksek konsantrasyon kalitesi sağlanır. Tasarımın kendisi, kurulum ve teknik önlemleri kolaylaştıran boyut olarak maksimum düzeyde optimize edilmiştir. Bu nedenle, böyle bir cihaz için tüm iletişim ve bağlantı boruları ile kurulum alanının yüksekliği 3-4 m'dir.
Üç etkili doğal sirkülasyonlu evaporatörler
Yapısal olarak, bu tür cihazlar kısa birdikey olarak yerleştirilmiş ısı eşanjörü ve ayırıcının üst yerleşimi. Çalışma sıvısı aşağıdan beslenir, daha sonra hazne boyunca ısıtma borularından yükselir. Yükselen bir film veya gaz kaldırma prensibi uygulanır. Petrol ve gaz alanlarında, ilgili gaz ürünü gerçekleştiriyorsa, üç damarlı bir evaporatör durumunda, sıcak buharlar sıvıyı boru ve boru devreleri boyunca kaldırır. Tüm süreç kaynama zemininde gerçekleşir. Buhardan ayrılan sıvı, dönüş borusu vasıtasıyla ısı eşanjörüne iletilir ve ardından bir sonraki ayırma seansı için tekrar ayırıcıya gönderilir. Bu işlem, istenen konsantrasyon seviyesine ulaşılana kadar birkaç kez tekrarlanır.
Bu durumda buharlaşma hızı, ısıtma odası ve kaynatma ünitesindeki sıcaklık farkı ile belirlenir. Her iki gösterge de otomatik kontrol ile ayarlanabilir. Vakum evaporatöründeki doğal sirkülasyon, hızlı başlatma ile yüksek özgül kapasiteye izin verir. Ancak, karmaşık veya termal olarak kararsız bileşikler içeren çözeltilerin bakımına güvenilmemelidir. Bu, küçük bir kapasite yükü ile nokta ayırma işlemlerinin yapılması gereken kimya ve gıda endüstrileri için hesaplaması yapılan son derece özel bir ekipmandır. Örneğin, gliserin evaporatörleri 3600 kg/saat'lik bir işleme hızı sağlar.
Barometrik kondansatör nasıl çalışır
Çeşitliliktaşma sürecinde çalışma ortamının yüzey ayrımını yapmayan, ancak karışmalarına izin veren karıştırma ısı eşanjörleri. Başka bir deyişle, ısıtma anında koşullu konsantre çözelti, buhar veya su ile temsil edilen işlem sıcak ortamı ile temas edebilir. Barometrik kondansatörün kendisi, soğutma suyu ve ikincil buharı karıştırma işlemlerini gerçekleştiren karmaşık bir evaporatör tesisinin bir parçasıdır. Yeni oluşan kondensin hacmi buharın hacminden daha az olduğu için doğal bir vakum oluşur. Bunu korumak için, soğutucu akışlarıyla birlikte oraya gönderilen kondansatörden atmosferik havayı çıkarmak gerekir. Bazı tasarımlarda, kondansatör kasasındaki kusurlardan hava da girebilir. Kondenserden karışık karışımların çıkışı barometrik bir tüp vasıtasıyla gerçekleştirilir. Sıvıya önceden daldırılır ve kondansatöre hava geçişini önleyen bir hidrolik conta oluşturur.
Kapasitif aparatın çalışma prensibi
Teknolojik buharlaştırma işlemleri için özel bir ekipman türü. Kapasitif üniteler arasındaki çalışma prensibi açısından temel fark, ısı değişim sistemindeki devrelerin konumunun dahili konfigürasyonu nedeniyle elde edilen serbest dolaşım modunun desteklenmesidir. Isı değişim ağının altyapısı, çok aşamalı ve birçok açıdan koşullar yaratan boru demetleri, bobinler ve diğer unsurlardan oluşur.termal enerji transferinin zor süreci. Bu arada, kapasitif evaporatörler, akışların serbest, ancak yavaş dolaşımı nedeniyle tam olarak viskoz, ısıya duyarlı ve kristalize çözeltilerle çalışırken pratik olarak kullanılmaz. Ayrıca, bu sistemdeki ısı transfer katsayıları küçüktür ve bu da genel buharlaşma performansını olumsuz etkiler. Kapasitif cihazlar kendilerini nasıl haklı çıkarır? Isı transfer katsayısının çıkış hacimleri ile çok önemli olmadığı küçük tonajlı endüstrilerde başarıyla kullanılırlar. Kapasitif evaporatörlerin tüm eksiklikleri ile iç düzenlemesi, iletişim kanallarını bağlarken yapısal hareketliliği düşük olan işletmelerde çok önemli olan yönlendirilmiş sirkülasyonu organize etmek için birçok fırsat sunar.
Evaporatör hesaplama
Entegre bir evaporatör tasarımında, üretim sürecinin özellikleri her aşamada değişebileceğinden, her bileşen için ayrı hesaplamalar yapılır. Kural olarak, başlangıç verisi olarak aşağıdakiler kullanılır:
- yaklaşık buhar basıncı;
- konsantrasyon ısısı;
- ilk çözümün özellikleri;
- ısı kaybı seviyesi;
- ısı transfer katsayısı;
- zaten ayarlanmış ve değiştirilemeyen tasarım parametreleri.
Üç etkili evaporatör tesisleri için, yukarıda belirtilen başlangıç verileriyle hesaplama, sirkülasyon pompasının gücü, ısıtma odasının hacmi,maksimum servis verilen sıvı miktarı, vb. En önemli tasarım görevleri, aynı barometrik kondansatörün, ayırıcının tasarım hesaplamasını ve boru elemanlarının özelliklerinin belirlenmesini içerir. Özellikle sürekli buharlaşma olan sistemlerde buharlaşmanın yoğunluğu, nozulların çaplarına ve geçiş borularının uzunluğuna bağlı olacaktır.
İş Akışı Gereksinimleri
Buharlaşma sürecinin organizasyonu için hesaplanan göstergeler, dış ortam gereksinimleri karşılanmazsa beklenen etkiyi vermeyebilir. Çoğu, ekipmanın kullanıldığı odanın içindeki koşullara bağlı olacaktır. İhtiyaca göre tek geçişli evaporatörler sadece en az 4,5 m2 alanı ve baca gibi yüksekliği 3,2 m olan odalarda kullanılabilir. Kapı ve itme ayarı ile ayarlanabilir bir başlık sağlamak gereksiz olmayacaktır.
Havalandırma sistemi özel kurallara göre dizayn edilmiştir. Buharlaştırma işleminin doğrudan yapıldığı alanlara doğrudan bağlantılı giriş kanalları ve egzoz sistemlerini içermelidir. Düzenli modda iki yönde çalışan karmaşık bir havalandırma sisteminin ciddi bir güç desteği gerektireceği açıktır. Ancak aynı zamanda kanallardan ve işletim ekipmanından yayılan gürültü 75 dB'yi geçmemelidir. Ve bu, yangının gerekliliklerine uygunluktan bahsetmiyor veelektrik güvenliği. Evaporatör düzenli olarak gaz karışımlarıyla çalışıyorsa, özel bir hava gaz giderme sistemi düzenlenmelidir. Bazı operasyonel yönlerden her iki sistemin işlevlerini tamamlamasına izin verecek tek bir ısı alışverişi iletişim kompleksinin parçası olabilir.
Sonuç
Buharlaştırma ve yoğunlaştırma işlemleri, endüstrilerde hem ana hem de ikincil teknolojik işlemler olarak uzun süredir kullanılmaktadır. Çoğu durumda, malzemeler, ürünlerin imalatının sonraki aşamaları veya teknik araçların hazırlanması için bu şekilde hazırlanır. Vakum evaporatörleri ve tesisatları bu tür sorunların çözümü için en verimli araçlar arasına konulabilir. Yüksek performans göstergeleri, bir pompa istasyonu şeklinde harici bir güç kaynağından çalışan bir sirkülasyon evaporatörünün işlevinin varlığı ile açıklanır. Sirkülasyon grubunun ısıtma odası ve ayırıcı ile etkileşiminin farklı kombinasyonları vardır, ancak prensipte bu tip çok bileşenli sistemler, hem ürün konsantrasyonunun kalitesi hem de dinamikler açısından teknolojik işlemin en yüksek performansını sağlar. buharlaşma süreci.
