Основные схемы использования выпарных аппаратов

В процессе выпарки из раствора удаляется большое количество влаги. Для уменьшения расхода тепла, используется многоступенчатое выпаривание. Практикой подтверждено, что расход пара на 1 кг выпариваемой из щелока воды, составляет:

однокорпусная 1,1 кг/кг

двухкорпусная 0,57 кг/кг

трехкорпусная 0,4 кг/кг

четырехкорпусная 0,3 кг/кг

пятикорпусная 0,27 кг/кг

шестикорпусная 0,21 кг/кг

Многократное выпаривание осуществимо при определенном перепаде давления между ступенями. Поэтому, с целью поддержания разницы давлений, в последнем аппарате давление составляет 0,01 Па. При включении аппаратов в общую схему, различают прямоточную, противоточную и смешанную схему взаимного движения пара и щелока.

Рисунок 4 – Прямоточная схема многокорпусной выпарки

Важным моментом при проектировании выпарки является правильный выбор количества ступеней выпаривания (числа корпусов). С увеличением ступеней расход пара уменьшается. Однако, число их должно быть оптимальным, т.к. с увеличением корпусов возрастают затраты и амортизационные отчисления на ремонт и обслуживание. Эти затраты могут превышать экономию пара. Практически, выбор числа корпусов производят на основании технико-экономических расчетов; в ЦБП выпарные станции работают по пяти-, шустиступенчатой схеме выпарки с установкой до 9 корпусов выпарных аппаратов, т.к. на 1-ой и 2-ой ступени могут быть включены параллельно по два аппарата.

Рисунок 5 – Противоточная схема многокорпусной выпарки

Рисунок 6 – Смешанная схема выпаривания щелока

Смешанная схема позволяет использовать принцип роямотока в области низких концентраций щелока (20…25 %) и противоточное движение в области высоких концентраций (30…60 %). В последних по ходу движения раствора корпусах обеспечиваются высокие коэффициенты теплопередачи, характерные для противоточных систем. Такие схемы в ЦБП получили наиюольшее распрастранение и обозначаются: IV-V-VI-III-I-II.

Фирма «Розенблад» разработала новый тип выпарного аппарата со свободнопадающей пленкой, позволяющий получить концентрацию щелока до 63%. Поверхность нагрева состоит из тонких греющих элементов, шириной 1,2 и длиной до 6 метров, имеющих форму лопасти вентилятора. Щелок подается сверху и стекает по греющим элементам. Соковый пар с минимальным количеством уноса передается в сепаратор. Потребляемая мощность в 10 раз ниже, чем в аппаратах старых конструкций.