1.1 Выпарные аппараты с естественной циркуляцией раствора

Принципиальная конструктивная схема выпарного аппарата с естественной циркуляцией раствора представлена на рисунке 1.

Выпарной аппарат состоит из сепаратора 1, греющей камеры 2 и циркуляционной трубы 3.

а - с соосной греющей камерой; б - с вынесенной греющей камерой;

1 - греющая камера; 2 - сепаратор; 3 - циркуляционная труба.

Рисунок 1. Выпарной аппарат с естественной циркуляцией раствора

Сепаратор представляет собой цилиндрическую емкость с эллиптической крышкой, присоединенную с помощью болтов к греющей камере. В сепараторе для отделения капелек жидкости от вторичного пара устанавливают отбойники различной конструкции, Греющая камера выполнена в виде вертикального кожухотрубного теплообменника, в межтрубное пространство которого поступает греющий пар, а в греющих трубах кипит раствор. Нижние части сепаратора и греющей камеры соединены циркуляционной трубой.

Естественная циркуляция возникает в замкнутой системе, состоящей из не обогреваемой циркуляционной трубы и кипятильных труб. Если жидкость в трубах нагрета до кипения, то в результате выпаривания части жидкости в этих самой жидкости.

Таким образом, масса столба жидкости в циркуляционной трубе больше, чем в кипятильных трубах, вследствие чего происходит циркуляция кипящей жидкости по пути кипятильные трубы - паровое пространство - циркуляционная труба - труба и т.д. При циркуляции повышается коэффициент теплоотдачи со стороны кипящей жидкости и снижается образование накипи на поверхности труб.

Парообразование в кипятильных трубах определяется физическими свойствами раствора (главным образом вязкостью) и разностью температур между стенкой трубы и жидкостью. Чем ниже вязкость раствора и чем больше разность температур, тем интенсивнее парообразование и больше скорость циркуляции. Для создания интенсивной циркуляции разность температур между греющим паром и раствором должна быть не ниже 10 °С.

Выпарные аппараты данной конструкции имеют площадь поверхности теплопередачи от 10 м² до 1200 м²_; длину кипятильных труб от 3 до 9,м в зависимости от их диаметра. Избыточное давление в греющей камере 0,2... 1,6 МПа, а в сепараторе вакуум примерно 93,0 кПа.

Выпарные аппараты с естественной циркуляцией характеризуются простотой конструкции и легкодоступны для ремонта и очистки.