ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Использование закономерностей при кипении растворов и смесей из "Повышение эффективности установок промышленной теплотехники " Из формулы (6-1) видно, что чем концентрированнее должен быть получаемый раствор (ск по отношению Сн), тем больше должно быть выпарено из него растворителя. [c.263] Общая разность температур между греющим паром первого корпуса и выходящим паром последнего корпуса Л /° С больше полезной разности температур, определяющей величину теплового потока через поверхности нагрева за счет физико-химической Лф.х, гидростатической lAr. и гидравлической Лг депрессий. [c.263] Физико-химическая депрессия определяет разность между температурой раствора при его кипении и температурой выделяющегося из него пара. В первом приближении при атмосферном давлении эта депрессия численно равна 0,52 N (где N — число грамм-молей растворенной соли в I л воды). Чем концентрированнее раствор, тем больше величина депрессии, которая может составлять в последних корпусах 20—30° С и более. [c.263] Физико-химические величины, характеризующие растворы различных веществ, приводятся в специальной литературе (например, в справочниках по химии). [c.263] Гидростатическая депрессия зависит от высоты раствора в корпусе и его удельного веса нижние слои испытывают большее давление, чем верхние, и кипят при более высокой температуре, однако в среднем, учитывая конвективные потоки в растворе, можно считать, что эта депрессия составляет 0,2 теоретической и практически равна 1—8°С. Меньшие цифры для аппаратов, работающих при атмосферном давлении, а большие — при вакууме. Гидравлическая дапрессия зависит от потерь давления пар при переходе его от корпуса к корпусу, обыч но составляющих сотые доли атмосферы. Поэтому при правильно сконструированных коммуникациях гидравлическая депрессия не превышает 1°С. Для уменьшения тепловых потерь в установке гидравлические сопротивления и степень охлаждения пара в перепускных трубах надо довести до минимума. [c.263] Общие характеристики теплообмена в различных аппаратах излагаются ниже, здесь же следует указать на специфические особенности работы поверхностей нагрева выпарных аппаратов. По мере сгущения растворов (коэффициент теплоотдачи поверхность — раствор падает, а по мере повышения скорости движения жидкости около поверхности нагрева он в большинстве случаев возрастает. [c.264] Это видно, в частности, из приводимого ниже примера вычисления общего коэффициента теплопередачи (ат/ж град) для аппарата с трубками диаметром 25X2 мм п длиной 3 м при разности температур яара и раствора 12 С. [c.264] Приведенные данные показывают, что при увеличении скорости циркуляции с 1,5 до 3,5 м1сек, или в 2,34 раза, коэффициент теплопередачи при одной и той же вязкости увеличивается в 1,35 раза. [c.264] Поскольку гидравлические сопротивления при увеличении скорости раствора растут к квадратичной зависимости и также увеличиваются затраты электроэнергии на циркуляционные насосы, то при целесообразном в большинстве случаев переходе от естественной циркуляции к искусственной надо путем технико-экономических расчетов и экспериментальной проверки найти наивыгоднейшую скорость искусственной циркуляции раствора, чтобы выгода от увеличения скорости не была сведена на нет излишне большими затратами электроэнергии на насосы. [c.264] Переход от естественной циркуляции к искусственной — одно из эффективных мероприятий по интенсификации работы выпарных аппаратов. При выпаривании растворов едкого натра и растворов глицерина переход на искусственную циркуляцию может в 6 раз повысить коэффициент теплопередачи. Достоинство искусственной циркуляции заключается и в том, что уменьшаются возможность и скорость загрязнения поверхности нагрева отложениями, осадками, кристаллами из выпариваемого раствора. [c.264] Что касается влияния вязкости на коэффициент теплопередачи, то, как это видно из приведенных выше данных, увеличение вязкости раствора от 1 10 до З 10 к / /jh дало снижение коэффициента теплопередачи на 26%, а дальнейшее увеличение до 8- 10 3 н-сек м - привело к понижению коэффициента теплопередачи еще на 15%. Это говорит, что снижение коэффициента теплопередачи идет медленнее, чем повышение вязкости. [c.265] Повышение температурного напора между греющим агентом и раствором, интенсифицирующее работу выпарных аппаратов, может быть достигнуто различными средствами. Одно из них заключается в повышении давления пара в греющих полостях, однако это возможно только после проверки на прочность и плотность всех соединений. В большинстве случаев значительного повышения давления достичь не удается. Легче достичь повышения разности температур путем улучшения вакуума или при переводе выпарных аппаратов, работающих при атмосферном давлении, на вакуумный режим. [c.265] Температура кипения растворов быстро падает при увеличении вакуума, снижаясь до 0,5—0,6 своего значения при атмосферном давлении и обеспечивая резкий рост температурного напора и интенсификацию выпарки. Дополнительным достоинством вакуумной выпарки является сохранение высоких технологических качеств многих веществ, предохранение их от разложения и т. д. [c.265] Способом повышения температуры греющего агента без увеличения давления в полостях нагревателя является перевод первого корпуса аппарата на обогрев высокотемпературными жидкостями, температура которых при атмосферном давлении превышает 250° С, в то время как водяной пар при такой температуре должен был бы иметь в полостях аппарата давление более 4 MnjM и металлоемкость аппарата оказалась бы недопустимо большой. [c.265] В отдельных случаях, когда выбрасываемый из последнего аппарата соковый пар может найти эффективное, постоянное в течение года использование, выпарная батарея может работать под давлением выше атмосферного, а выбрасываемый пар при заданном давлении — направляться на теплоиспользование. При этом вся аппаратура должна быть проверена на допустимость повышенного давления. [c.265] Ректификационные установки. Они предназначаются для разделения в желательном соотношении компонентов, имеющих при одинаковом давлении различные температуры кипения. [c.266] Ра — давление паров чистого компонента А при данной температуре кипения смеси определяется по таблицам р —общее давление. [c.266] Так как минимально возможное флегмовое число практически неосуществимо, то при расчетах J принимается равным 1,5—2,5 мин- Чем больше число тарелок в ректификационной колонне, тем меньшим может быть флегмовое число. Основная задача при проектировании и эксплуатации ректификационных установок заключается в обеспечении возможно полного взаимодействия поднимающихся паров компонента со стекающей сверху жидкостью. Это обеспечивается созданием достаточной плотности орошения, выбором правильной конструкции и тщательным монтажом тарелок и колпачков. Кроме того, начальная смесь должна поступать в колонну уже подогретой до температуры кипения или даже относительно перегретой, насколько это позволяют свойства самой смеси. [c.267] Вернуться к основной статье