ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Промышленные конструкции испарителя с гофрированным ротором из "Роторно-плёночные тепло- и массообменные аппараты" На основании данных лабораторных и опытных работ был изготовлен опытно-промышленный испаритель с гофрированным ротором диаметром 0,3 м, предназначенный для дистилляции капролактама и ряда других продуктов. Он представляет собой четырехсекционный аппарат с нижней частью в виде конуса. Поверхность нагрева аппарата 1,4 м . Испаритель изготовлен из стали 1Х18Н9Т, каждая секция выполнена сваркой. Герметизация вала достигается с помощью нормализованного торцевого уплотнения, выпускаемого серийно отечественной промышленностью охлаждение вала ротора производилось водой [260]. [c.176] В испарителе в соответствии с числом секций размещены четыре гофрированных барабана. Между секциями с нагревательными рубашками в корпусе имеются кольцевые сборники, предназначенные для сбора жидкости, стекающей из предыдущей секции, и подачи ее на барабан следующей секции. Для того чтобы предотвратить вращательное движение жидкости, внутри каждого сборника предусмотрены радиальные перегородки. Из кольцевого сборника на распределительную тарелку жидкость подается по съемным желобам, В верхней части аппарата размещены распределительное устройство и сепаратор. Принцип работы испарителя идентичен описанному выше (стр. 153). Отметим, что сепаратор крепится к вращающемуся стакану распределительного устройства и представляет собой ряд наклонных лопастей с отогнутыми верхними кромками. [c.176] Испаритель успешно прошел серию холодных испытаний, в ходе которых зафиксировали полное отсутствие какой-либо вибрации. После этого были проведены его испытания на воде и в промышленном процессе дистилляции капролактама. [c.176] Схема установки для испытания испарителя показана на рис. У-4. Из сборника 1 исходный продукт подавался либо дозировочным насосом 2 (при испытаниях на воде), либо по байпасной линии (при испытаниях на капролактаме) через ротаметр 3 в испаритель 4. Пары дистиллята конденсировались в холодильнике 5 и частично — в ловушке 6. Дистиллят по барометрической трубе стекал через фонари 7 в сборник 10, а неиспарившаяся часть стекала по трубе 8 в сборник 9. Вакуум в системе при работе на капролактаме создавался с помощью пароэжекционного насоса. Все испытания были проведены при скорости вращения ротора 380 об/мин. [c.176] Определенное таким образом значение К составило в опытах с водой 1519—1625 Вт/(м2-К). [c.178] В дальнейших опытах были воспроизведены условия, соответствующие испытаниям испарителя Лува диаметром 300 мм но-дача 500 л/ч, Д = 80°С. При работе на воде производительность испарителя Лува составляла 145 кг/(м2-ч), а испарителя с гофрированным ротором 210 кг/(м2-ч), т. е. на 457о выше. [c.178] Сопоставляя полученные результаты с даины.ми промышленных испытаний роторно-пленочных испарителей типа Лува , следует отметить, что в сопоставимых условиях, т. е. при работе на капролактаме, значения К для испарителя с гофрированным ротором оказались на 30—50% выше. [c.179] При испытании испарителя Лува значения К не превышали 558 Вт/(м2-К). [c.179] Для проведения различных операций по, выпарке и дистилляции продуктов с очень низкой термической стойкостью было разработано герметичное исполнение испарителя диаметром 300 мм (с экранированным двигателем), в котором возможна работа до остаточного давления 40—60 Па (0,3—0,5 мм рт. ст.). Однако для создания более крупных промышленных аппаратов такой способ герметизации неприемлем из-за отсутствия экранированных двигателей, способных работать с низкими скоростями (частотами) вращения (150—300 об/мин). [c.179] Высокие скорости вращения ротора в этом случае, как и встроенный в аппарат редуктор, неоправданы ни в теплотехническом, ни тем более в конструктивном отношении и вызывают значительные трудности. Поэтому единственно возможным в настоящее время способом герметизации роторных испарителей достаточно крупных размеров остается применение торцевых уплотнений. [c.179] Устройство испарителя йк— ы) с нижни.м выводом паров. [c.179] С учетом вышеизложенного для испытаний в производстве капролактама на Новокемеровском химкомбинате был разработан аппарат диаметром 1 м с теплообменной поверхностью 9 м . Отметим, что специализированная фирма ГДР Хемиенанлагенбау Ру-дислебен в настоящее время не изготовляет испарители типа Лува диаметром выше 0,85 м. Теплообменная поверхность нашего аппарата была ограничена допустимой для конкретного производственного помещения высотой. Устройство аппарата показано на рис. У-7. [c.180] При нижнем выводе паров значительно упрощается конструктивное оформление узла подачи питания в аппарат, представляющего собой трубопровод, в котором исходный продукт подается на вращающееся кольцо, причем плоскость кольца несколько опущена по сравнению с плоскостью распределительной тарелки. При заполнении кольца продуктом он поступает на распределительную тарелку и далее под действием центробежных сил затекает во впадины гофр барабана. [c.180] Следует отметить, что описанный аппарат был изготовлен не специализированным машиностроительным предприятием, а ремонтно-механическим цехом химического комбината без применения специального оборудования, необходимого для изготовления и балансировки роторов испарителей других конструкций. Он был смонтирован в цехе производства капролактама, где и был опробован, а в дальнейшем пущен в нормальную эксплуатацию на стадии дистилляции капролактама взамен использовавшихся в этом цехе ранее ректификационных колонн Киршбаума — Штора, По результатам его работы в течение более года можно сделать следующие важные выводы. [c.180] Во-первых, разработанная конструкция оказалась достаточно надежной. При вращающемся со скоростью 180 об/мин роторе испаритель работал без каких-либо ощутимых вибраций, толчков, посторонних шумов и т. п., несмотря на то, что при изготовлении ротор не подвергался динамической балансировке. [c.181] Во-вторых, на стенках аппарата не наблюдалось отложений пленки олигомеров, что свойственно испарителям типа Лува и Сако в процессе дистилляции капролактама. Это снижает производительность испарителя из-за роста термического сопротивления стенки и вынуждает периодически, не реже одного раза в две недели, отсоединять аппарат примерно на восемь часов и проводить его тщательную промывку горячей водой при включенном роторе. Внутренняя стенка аппарата оставалась чистой после эксплуатации в течение одного года. Это объясняется тем обстоятельством, что в испарителе с гофрированным ротором теплообменная поверхность как бы интенсивно моется струями жидкости, сбрасываемой с ротора, что препятствует образованию на ней отложений олигомера или полимера. [c.181] Таким образом, испаритель с гофрированным ротором характеризуется в данном процессе более высоким съемом дистиллята с единицы теплообменной поверхности и меньшим отбором неиспа-рившейся части продукта при обеспечении требуемых качественных показателей капролактама. Следует также отметить, что указанный съем дистиллята в испарителе Сако был достигнут при более высоких параметрах греющего пара, что в данном процессе крайне нежелательно ввиду ограниченной термической стойкости капролактама. Снижение затрат электроэнергии обусловлено меньшей массой и меньшим моментом вращения гофрированного барабанного ротора по сравнению с лопастным ротором Сако . [c.181] Качественные показатели дистиллированного капролактама полностью соответствовали допускаемым нормам вновь введенного ГОСТ 7850—74, а по ряду показателей (окраска, перманганатное число) значительно их превосходили. [c.182] В некоторых технологических процессах выпаривание растворителя, например воды, осуществляется комбинированным способом путем подвода тепла и контактированием выпариваемого раствора с нагретым инертным газом или воздухом. К таким процессам относится упарка плава аммиачной селитры. По существующей технологии упарка проводится в трубчатых испарителях с падающей пленкой при подаче нагретого воздуха внутрь трубок. [c.182] Вернуться к основной статье