растворов осуществляют при непосредственном прикосновении выпариваемого раствора с топочными газами или другими газообразными теплоносителями. Также может применяться электрический обогрев.
Уравнение теплового баланса:
Q+Gнснtн= Gкскtк+W·iвт+Qпот±Qд, (1.3)
где Q – расход теплоты на выпаривание; сн, ск – удельная теплоемкость начального (исходного) и конечного (упаренного) раствора; tн, tк – температура начального раствора на входе в аппарат и конечного на выходе из аппарата; iвт – удельная энтальпия вторичного пара на выходе его из аппарата; Qпот – расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду; Qд – теплота дегидратации.
Передача тепла от теплоносителя к кипящей жидкости возможна при наличии температурного перепада (полезной разности температур) между ними. Это объясняется тем, что теплопередача, как и все естественные процессы, всегда идёт от высшего уровня к низшему, поэтому температура конденсации пара должна быть выше температуры кипения раствора что означает, что давление пара в греющем пространстве должна быть выше, чем в паровом.
Протекание теплоносителей в греющей камере происходит под действием напора, создаваемого извне. Скорость течение теплоносителей по трубкам в большинстве случаев определяется естественной циркуляцией, зависящей от разности удельных весов закипающего в греющей камере раствора, пронизанного пузырьками пара, и раствора, опускающегося по циркуляционной трубе.
Условием протекания процесса выпаривания является равенство давления пара над раствором давлению пара в рабочем объеме выпарного аппарата.
При соблюдении этого условия температура вторичного пара, образующегося над кипящимрастворителем, теоретически равна температуре насыщенного пара растворителя. Выпаривание производиться под давлением или в вакууме, что позволяет снизить температуру процесса. Выпариваниеможет проводиться в двух вариантах: многократное выпаривание и выпаривание с тепловым насосом.
Многократным выпариванием называется процесс выпаривание с использованием в качествегреющего пара вторичного пара. Для этого выпаривание проводится в вакууме или с применениемгреющего пара высокого давления.
1.2. Движущая сила выпаривания, температурные потери, схема передачи тепла в выпарных установках
Движущая сила процессов выпаривания - разность температур
Дtпол=tГП-tК. Р-РА
Разность температур между греющим и вторичным паром в выпарном аппарате называют общей или располагаемой разностью температур. Общая разность температур Дtобщ в многокорпусной выпарной установке определяется разностью между температурой Т1 греющего пара в первом корпусе и температурой Тк вторичного пара, поступающего из последнего корпуса в конденсатор, т.е.
Дtобщ= Т1-Тк
Полезная разность температур Дtпол в выпарном аппарате меньше общей разности температур на величину температурных потерь:
Дtпол=Дtобщ - Д
гдеД - сумма температурных потерь (потерь температурного напора). Для многокорпусной выпарки общая полезная разность температур равна общей (располагаемой) разности температур за вычетом суммы температурных потерь по всем корпусам установки