Выпаривание теплопередачи

Интенсификация теплообменных процессов, в том числе и процессов выпаривания, обусловливает использование теплоносителя при более высоких температурах, чтобы повысить коэффициент теплопередачи и снизить удельную поверхность теплообмена. Для предотвращения термического разложения химических веществ при высоких температурах теплоносителей и предупреждения аварий процессы выпаривания термически нестабильных продуктов проводят под вакуумом. Проведение процесса под вакуумом требует высокой надежности системы. Важными условиями бесперебойной и безаварийной работы являются герметичность оборудования, глубина и постоянство вакуума. Падение вакуума или подсос воздуха в систему прн образовании взрывоопасных смесей и высоких температурах теплоносителя могут привести к перегревам, загораниям и взрывам продуктов. [c.142]

Вторая группа — тепловые процессы, скорость которых определяется законами теплопередачи. В эту группу входят нроцессы нагревания, выпаривания, охла дения и конденсации. [c.10]

В случае, когда выпаривание проводится периодическим методом с единовременной загрузкой раствора, коэффициент теплопередачи К и потери общей разности температур (Ад + А ) являются величинами переменными, зависящими от концентрации. [c.190]

Основным недостатком аппаратов этого типа является трудность очистки межтрубного пространства, вследствие чего они непригодны для выпаривания кристаллизующихся растворов. Кроме того, такие аппараты имеют невысокий коэффициент теплопередачи, громоздки и требуют значительного количества металла для изготовления. В настоящее время они применяются редко и вытесняются более совершенными конструкциями. [c.471]

Применение принудительной циркуляции целесообразно при изготовлении аппарата из дорогостоящего материала (в этом случае весьма существенно значительное сокращение поверхности теплообмена вследствие повышения коэффициентов теплопередачи), при выпаривании кристаллизующихся растворов (сокращаются простои во время очистки аппарата) и при выпаривании вязких растворов (что при естественной циркуляции требует наличия большой разности температур). [c.477]

Задача VII. 15. Определить поверхность теплообмена, необходимую для выпаривания 1,5 кг сек воды при атмосферном давлении и при разрежении 0,8 ат. Коэффициент теплопередачи в обоих случаях принять равным 800 вт (м -град). Выпаривание происходит за счет теплоотдачи от насыщенного водяного пара под давлением 2 ат. Для определения средней температуры кипения воды принять плотность паро-жидкостной эмульсии в трубах равной 0,5 плотности воды при той же температуре. [c.253]

Чаще всего пользуются прямоточной батареей корпусов (рис. У-16, а). Выще уже было установлено, что в данном корпусе давление греющего пара должно быть выше давления получаемого вторичного пара, поэтому падение давления должно происходить на всей батарее. Под влиянием разностей давления в батарее происходит перетекание раствора из корпуса в корпус. В последнем корпусе давление может быть очень низким (вакуумом). Тогда конденсатор, работающий на холодной воде (поверхностный или смешения), должен быть подключен к вакуум-насосу. Недостатком такой системы является то, что раствор по мере концентрирования переходит в корпуса, имеющие меньшее давление. При этом уменьшается и температура кипения, но увеличивается вязкость. Поэтому в последних корпусах коэффициент теплопередачи настолько мал, что приходится увеличивать поверхность нагрева (если нужно иметь производительность выпаривания в этих корпусах приблизительно одинаковую с производительностью выпаривания в остальных корпусах). [c.385]

Температурные потери—характерное явление для процесса выпаривания. Пар, который образуется из раствора, кипящего при температуре (рис. У-17), — пар перегретый. В трубопроводах к конденсатору он теряет свое, в общем небольшое, тепло перегрева и переходит в состояние насыщенного пара с температурой В конденсаторе с хладоагентом, имеющим температуру к, разность температур, обусловливающая теплопередачу, равна В этом случае — полезная разность температур, а [c.385]

Если температура поступающего раствора значительно ниже т пературы кипения, то целесообразно его предварительно подогреть в отдельном теплообменнике, чтобы выпарной аппарат работал только как испаритель, а не выполнял частично роль подогревателя, так как в последнем случае коэффициент теплопередачи аппарата несколько снижается. Чем выше концентрация начального раствора, тем меньше расход тепла на его упаривание. Количество выпаренной воды можно определить из уравнения баланса сухих веществ, количество которых в процессе выпаривания остается неизменным, [c.192]

В нервом корпусе выпарной прямоточной установки (см. рис. 1Х-2) наименее концентрированный раствор получает необходимое для выпаривания тепло от греющего пара наиболее высоких рабочих параметров, а в последнем корпусе наиболее концентрированный (и наиболее вязкий) раствор выпаривается при помощи вторичного пара наиболее низких параметров. Таким образом от первого корпуса к последнему (по ходу раствора) повышается концентрация и понижается температура выпариваемого раствора, что приводит к возрастанию его вязкости. В результате коэффициенты теплопередачи уменьшаются от первого корпуса к последнему. [c.356]

Змеевиковые аппараты более компактны, чем аппараты с рубанками, и отличаются несколько большей интенсивностью теплопередачи. Однако очистка и ремонт змеевиков затруднены. В этих аппаратах также производят выпаривание небольших количеств химически агрессивных веществ. [c.365]

Для таких аппаратов обычно используют специальные горелки беспламенного горения, снабженные огнеупорной насадкой, которая в накаленном состоянии каталитически ускоряет процесс горения (эти горелки описаны в главе XV). В барботажных выпарных аппаратах, работающих при непосредственном соприкосновении выпариваемого раствора и греющего агента, достигаются более высокие коэффициенты теплопередачи, чем при выпаривании через стенку. [c.376]

Как указывалось, высокие коэффициенты теплопередачи и большие производительности достигаются путем увеличения скорости циркуляции раствора. Однако одновременно возрастает расход энергии на выпаривание и уменьшается полезная разность температур, так как при постоянной температуре греющего пара с возрастанием гидравлического сопротивления увеличивается температура кипения раствора. Противоречивое влияние этих факторов должно учитываться при технико-экономическом сравнении аппаратов и выборе оптимальной конструкции. [c.376]

С теплотехнической точки зрения основное назначение теплового аппарата заключается в передаче по назначению полученной теплоты, поэтому именно процесс теплопередачи в этих тепловых устройствах является определяющим теплотехническим процессом. Таким образом, большинство печей представляет собой частный случай теплового устройства. Название печи, видимо, механически перенесено из бытового лексикона и является производным от слова печет (греет). Поэтому практически название печь укоренилось за тепловыми устройствами, где развивались относительно высокие температуры. Напротив, тепловые устройства, где имеют место относительно низкие температуры, получили название аппаратов (дистилляция, выпаривание, иногда сушка и др.). Подобное деление, конечно, не носит принципиального характера, поэтому общая теория тепловой работы должна относиться как к собственно печам, так в значительной степени и к другим тепловым аппаратам. Здесь и в дальнейшем сохранили широко распространенный термин печь , толкуя его, однако, расширенно, т. е. относя его ко всем тепловым аппаратам. [c.12]

Уравнение (2—235) показывает, что интенсивность процесса выпаривания определяется числовыми значениями коэффициента теплопередачи и п о-лезной разности температур чем больше коэффициент теплопередачи и полезная разность температур, тем интенсивнее протекает процесс выпаривания. [c.432]

Концентрация раствора влияет на работу выпарного аппарата потому, что от этого зависят удельный вес, вязкость и теплоемкость раствора. Коэффициент теплопередачи зависит от вязкости раствора больше, чем от его удельного веса, и большие коэффициенты теплопередачи наблюдаются в процессе выпаривания разбавленных растворов. При выпаривании более концентрированных растворов увеличивается скорость отложения накипи на поверхности нагрева, что приводит к резкому ухудшению теплопередачи. [c.434]

Более эффективным является такое движение раствора, при кото- ром не будет происходить смешения концентрированного раствора со слабым. Это может быть осуществлено при однократном прохождении раствора через аппарат, т, е. при кратности циркуляции, равной единице. Гв таких аппаратах выпаривание будет протекать при средней концентра-/ции выпариваемого раствора, что должно способствовать увеличению коэффициента теплопередачи. [c.435]

Классификация. Хим.-технол. процесс в целом - это сложная система, состоящая из единичных, связанных между собой элементов и взаимодействующая с окружающей средой. Элементами этой системы являются 5 групп процессов 1) механические - измельчение, грохочение, таблетирование, транспортирование твердых материалов, упаковка конечного продукта и др. 2) гидромеханические - перемещение жидкостей и газов по трубопроводам и аппаратам, пневматич. транспорт, гидравлич. классификация, туманоулавливание, фильтрование, флотация, центрифугирование, осаждение, перемешивание, псевдоожижение идр. скорость этих процессов определяется законами механики и гидродинамики 3) тепловые - испарение, конденсация, нафевание, охлаждение, выпаривание (см. также Теплообмен), скорость к-рых определяется законами теплопередачи 4) диффузионные или массообменные, связанные с переносом в-ва в разл. агрегатных состояниях из одной фазы в другую,- абсорбция газов, увлажнение газов и паров, адсорбция, дистилляция, ректификация, сушка, кристаллизация (см. также Кристаллизационные методы разделения смесей), сублимация, экстрагирование, жидкостная экстракция, ионный обмен, обратный осмос (см. также Мембранные процессы разделения), электродиализ и др. 5) химические. Все эти процессы рассматриваются как единичные или основные. [c.238]

На практике процесс выпаривания электролитических щелоков ведут в выпарных аппаратах с кожухотрубчатыми подогревателями. Греющий пар подается в межтрубное пространство, а электролитические щелока циркулируют в трубках греющей камеры. Для увеличения коэффициента теплопередачи и предотвращения инкрустации греющих трубок применяются аппараты с интенсивной циркуляцией (скорость выпариваемого раствора в трубках не ниже 1,5—2,5 м/с). [c.254]

Выпаривание под вакуумом имеет ряд преимуществ по сравнению с атмосферной выпаркой снижается температура кипения раствора, что дает возможность использовать этот способ для выпаривания растворов термически нестойких веществ повышается полезная разность температур, что ведет к снижению требуемой поверхности теплопередачи выпарного аппарата несколько снижаются потери теплоты в окружающую среду (так как снижается температура стенки аппарата) появляется возможность использования теплоносителя низкого потенциала. К недостаткам выпаривания под вакуумом относятся удорожание установки (так как требуется дополнительное оборудование - конденсатор, вакуум-насос и др.), а также несколько больший расход греющего пара на 1 кг выпариваемой жидкости (вследствие снижения давления над раствором происходит увеличение теплоты испарения растворителя). [c.361]

При больших производительностях (от нескольких кубических метров выпариваемого раствора в час и выше), что характерно для промышленности, выпаривание проводят по непрерывному принципу. В аппаратах непрерывного действия обычно создают условия для интенсивной циркуляции раствора, т.е. в таких аппаратах гидродинамическая структура потоков близка к модели идеального смешения. Поэтому концентрация раствора в таких аппаратах ближе к конечной, что приводит к ухудшению условий теплопередачи (так, с повышением концентрации раствора увеличивается его вязкость и, следовательно, снижается коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору). [c.362]

Для стадии выпаривания уравнение теплопередачи за промежуток времени дт запишем аналогично тому, как это было сделано для стадии нагрева [c.688]

Поскольку указанной степени сжатия вторичного пара соответствует повышение температуры конденсации на 25 — 35 °С, то такую схему целесообразно использовать для выпаривания растворов со сравнительно небольшими температурными депрессиями. Именно в этих случаях движущая сила процесса теплопередачи в выпарном аппарате T-t) близка к оптимальной величине, равной как раз 25—30 °С. При больших температурных депрессиях движущая сила процесса T-t) уменьшается на величину этой депрессии. [c.718]

Важнейшими достоинствами пленочных роторных аппаратов являются кратковременный контакт раствора с поверхностью нагрева, высокий коэффициент теплопередачи, возможность выпаривания не только высоковязких (до 0,3 мПа-с), но также кристаллизующихся растворов вплоть до получения сухого остатка (поверхность нагрева непрерывно очищается лопастями). К числу недостатков этих аппаратов относятся ограниченная производительность (поверхность нагрева не превышает 25 м ), сложность конструкции и относительно высокая стоимость. [c.393]

Оптимальное число корпусов выпарной установки. Расход первичного греющего пара на выпаривание растворов в многокорпусных аппаратах, как было показано, снижается с увеличением числа корпусов. Одновременно, однако, возрастает суммарная температурная депрессия (бх + ба + 63 +. .. + б ), уменьшается рабочая разность температур А и, следовательно, увеличивается суммарная поверхность нагрева аппарата. Все это приводит к увеличению размеров и стоимости аппарата, площади и кубатуры производственного здания, ремонта, обслуживания и т. п. Заметим также, что с ростом числа корпусов п падает рабочая разность температур в каждом корпусе, а с ней и коэффициент теплопередачи. Аналитический расчет оптимального числа корпусов п в общем виде приводит к чрезвычайно громоздким зависимостям, поэтому на практике величина п выбирается путем технико-экономического сопоставления ряда конкурирующих вариантов. С некоторым же приближением оптимальное число корпусов может быть вычислено следующим образом. [c.408]

Пример VII, 16. Для концентрирования раствора Mg b имеется выпарной аппарат общей (наружной) поверхностью труб F = 65 м н длиной трубки I = 3,5 м. Определить максимальную производительность аппарата (но исходному раствору), если раствор концентрируют от с =12 вес. % до с = 33 вес. %. Коэффициент теплопередачи, отнесенный к наружной поверхности труб, k = 1100 вт м -град). Выпаривание происходит при атмосферном давлении. В качестве теплоносителя используют насыщенный водяной пар с температурой =145° С. Исходный раствор поступает в выпарной аппарат при о = 20°С. [c.224]

Тепловые процессы, протекающие со скоростью, определяемой законами теплопередачи — науки о способах распространения тепла. Такими процессами являются нагревание, охлаждение, выпаривание и конденсация паров. К тепловым процессам могут быть отнесены и процессы охлаждения до температур более низких, чем температура окружающей среды (процессы умеренного и глубокого охлаждения). Однако вследствие многих специфических особенностей эти процессы выделены ниже в отдельную группу холодильныхпроцессов. [c.13]

Теплопередача — наука о процессах распространения тепла. Законы теплопередачи лежат в основе тепловых процессов — нагревания, охлаждения, конденсацпи паров, выпаривания — и имеют большое значение для проведения многих массообменных (процессы перегонки, сушки и др.), а также химических процессов, протекающих с подводом или отводом тепла. [c.260]

Прямоточные аппараты чувствительны к изменению режима работы и требуют для эффективного выпаривания поддерживания некоторого оптимального кажущегося уровня раствора в кипятильных трубах. Кажущийся уровень соответствует высоте столба некипящего раствора, которым может быть уравновешен столб паро-жидкостной смеги в трубах. При кажущемся уровне ниже оптимального верхняя часть поверхности труб не омывается жидкостью и практически не участвует в теплообмене оголенная часть поверхности труб при испарении на ней брызг жидкости покрывается накипью. При кажущемся уровне выше оптимальног на большей части поверхности труб раствор только нагревается соответственно уменьшается высота зоны кипения, где теплопередача интенсивнее это приводит к снижению средней величины коэффициента теплопередачи. Кроме того, для вертикальных прямоточных аппаратов необходимы высокие производственные помещения. Область применения аппаратов с поднимающейся пленкой — выпаривание маловязких растворов, в том числе пенящихся и чувствительных к высоким температурам. Эти аппараты не рекомендуются для выпаривания кристаллизующихся растворов ввиду возможности забивания труб кристаллами. [c.372]

Однако в горизонтальных аппаратах трудно проводить механическую очистку наружной поверхности труб, вследствие чего такие аппараты не применяются для выпаривания кристалл изуютлих-ся растворов кроме того, внутри горизонтальных труб накапливается слой конденсата, ухудшаюш.ий теплопередачу. По конструкции горизонтальные аппараты более громоздки, чем вертикальные, поэтому для их изготовления требуется больше металла, а для установки—больше производственной плошади. По этим причинам горизонтальные аппараты не получили широкого распространения в химической промышленности. [c.437]

Аппараты с выносрюй нагревательрюй камерой применяют для выпаривания любых растворов, в том числе кристаллизующихся и пенящихся. Благодаря универсальности, компактности, удобству эксплуатации и хорошей теплопередаче выпарные аппараты с выноской камерой получили широкое распространение в химической промышленности. [c.440]

Нормальные удельные тепловые нагрузки для аппаратов различных типов принимаются следующими для аппаратов с естественной циркуляцией до 134-10з Дж/(м2.ч), для аппаратов с принудительной циркуляцией до 712-lO Дж/(м2-ч). Принимается, что разность температур At в аппаратах с естественной циркуляцией при упаривании слабой щелочи должна лежать в интервале 12— 15° С, при упаривании средней щелочи — в интервале 15—20° С. Для аппаратов с принудительной циркуляцией на последней стадии упаривания разность температур составляет 25—40° С. Коэффициент теплопередачи должен быть порядка 1700—2600 Вт/(м2-К)-Количество теплоты, израсходованное на выпаривание электролитических щелоков, принято учитывать на производстве в мегакалориях (Мкал) (1 Мкал—1 млн. больших калорий или 4,19 млн. джоулей). В интервале давления, применяемом при выпаривании 1 т пара несет с собой 0,63—0,66 Мкал. [c.72]

Рассмотрены теоретические основы построения, математического описания и инженерного расчета основных химико-технологических процессов, а также принципы устройства и функционирования технологической аппаратуры. Приводятся материалы, раскрывающие основные понятия и соотношения, основы тепло- и мас-сопереноса, где даны основные закономерности переноса импульса, теплоты, вещества. Особое внимание уделяется вопросам гидравлики, перемещения жидкостей, сжатия газов, гидромеханическим процессам, теплопередаче и теплообмену, структуре потоков, а также выпариванию. [c.2]

Периодическое выпаривание применяется в производствах сравнительно небольшой производительности. По количеству затраченной теплоты на единицу продукции периодический процесс практически не отличается от непрерывного, а вот по поверхности нагрева (при одинаковом времени проведения процесса) возможна некоторая выгода. Дело в том, что в периодическом процессе по мере удаления растворителя температура кипения раствора увеличивается постепенно. А вместе с этим движущая сила процесса теплопередачи постепенно уменьщается, достигая минимального значения лишь при конечной концентрации раствора. В аппаратах же непрерывного действия кипит раствор конечной концентрации, и движущая сила процесса теплопередачи всегда минимальна. К недостат- [c.685]

Большинство перечисленных компонентов сульфитно-дрожжевой бражки относится к активным соединениям. Аминокислоты и низкомолекулярные белки в процессе выпаривания способны конденсироваться с лигносульфонатами. Дрожжевые клетки в этих условиях подвергаются плазмолизу с образованием белковой массы, легко полимеризующейся на внутренней поверхности трубок калоризатора выпарного аппарата. Летучие органические соединения, попадая с соковым паром из сепаратора аппарата выпарной батареи в межтрубное пространство калоризатора следующего за ним аппарата, также образуют легко полимеризующиеся отложения на наружной поверхности трубок. При этом присутствие в соковых парах неконденсируемых газов снижает коэффициент теплопередачи, что отрицательно сказывается на эксплуатационных параметрах выпарной батареи. [c.280]

Рассмотрены элементы технической гидравлики перемещение жидкостей сжатие и разрежение газов перемешивание разделение неоднородных смесей основы теорий теплопередачи и массообмена теплообменные аппараты процессы выпаривания, абсорбции, дистилляции и ректификации, экстракции, адсорбции, сушки, кристаллизации, холоднльные, измельчения твердых материалов н их классификации. [c.4]

Как уже отмечалось, наиболее распространенным теплоносителем в выпарных установках является насыщенный водяной пар различных давлений, редко превышающих, однако, 1,5—1,6 МПа. При выпаривании высококипящих растворов, исключающих возможность применения водяного пара, используются органические теплоносители и в ряде случаев — топочные газы. От природы применяемого теплоносителя зависят, как известно, его расход, коэффициент теплопередачи и удельная паропроизводитель-ность поверхности нагрева. Методика же теплового расчета выпарных аппаратов от природы теплоносителя и растворителя не зависит, и лишь для большей наглядности изложения мы ниже будем оперировать водяным паром как теплоносителем и водой как растворителем. [c.393]

Первый вариант периодического процесса. Будем различать две последовательные стадии процесса 1) нагревание загруженного количества раствора от его начальной температуры до начальной температуры кипения 4 2) выпаривание раствора, сопровождающееся непрерывным ростом температуры кипения до точки соответствующей конечной концентрации а . Если по-верхкость нагрева аппарата равна Р м , то продолжительность первой стадии процесса ч может быть найдена из уравнения теплопередачи dQ = сИ = К,Р iп — О откуда [c.396]

Продолжительность второй стадии процесса (выпаривания) протекающей при непрерывном изменении коэффициента теплопередачи /Си. массы S, температуры кипения и удельной теплоемкости Сц раствора, может быть найдена из уравнения dQj = = KjiP (t — ,() dx . Обозначив текущее значение энтальпии кипящей жидкости через = ji и энтальпию вторичного пара через г , напишем выражение для dQ dQ = г,, dW + d (q S) = = i, dW + q,, dS + S dq . [c.396]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология