Схемы многокорпусных установок

В схеме прямоточной выпарной установки (рис. 3.1. а) греющий пар, вторичный пар и раствор проходят в одном направлении. Раствор переходит из одного корпуса в другой благодаря разности давлений в корпусах. Прямоточные выпарные установки по сравнению с противоточными имеют большее распространение в промышленности вследствие меньшего расхода пара и электроэнергии, а также незначительных потерь тепла со сгущенным раствором, уходящим из установки с наименьшей температурой. Однако для сгущения вязких растворов прямоточная установка может быть применима или иметь большую поверхность нагрева по сравнению с рассмотренной ниже противоточной установкой.

В схеме противоточной выпарной установки (рис. 3.1. б) слабый раствор подается в последний корпус, а в последующие при помощи насосов, установленных между аппаратами, и проходит последовательно через все корпуса к первому. Противоточные установки применяются для выпаривания вязких растворов, которые в условиях прямоточного выпаривания в последних корпусах (т.е. при низких температурах и высоких концентрациях раствора) становятся настолько вязкими, что плохо продвигаются по трубопроводам.

При этом в последних корпусах неминуемо значительное понижение коэффициентов теплопередачи. Применением противоточной схемы, при которой с повышением концентрации раствора повышается его температура, достигается усиление теплообмена.

Выпарные установки с параллельным питанием раствором (рис. рис. 3.1. в) применяются при выпарке кристаллизующихся (насыщенных) растворов, в которых удаление небольших количеств воды из раствора вызывает выпадение кристаллов. Если такие растворы упаривать в прямоточной или противоточной по раствору установке, то интенсивно образующиеся при выпаривании кристаллы неизбежно будут попадать в трубопроводы и арматуру, забивать их, даже если будут предусмотрены специальные камеры-солеотделители для осаждения кристаллов.

Вторичный пар, отбираемый из какого-либо корпуса для целей подогрева раствора или для других технологических целей (но не для выпаривания), принято называть экстрапаром. Схема выпарной установки со смешанной подачей раствора и отбором экстрапара показана на рисунке 3.1. г. Экстрапар может быть взят из любого корпуса. Экономичнее экстрапар отбирать из последних корпусов, однако это не всегда возможно, так как от корпуса к корпусу температура экстрапара снижается.

На рисунке 3.1. д показана схема выпарной установки с нулевым и двойным корпусами. Нулевой корпус (нуль-корпус) является как бы редуктором острого пара, дающим добавочный пар при недостатке мятого пара. Системы с нуль-корпусом распространены в сахарной промышленности.

Схема двухкорпусной выпарной установки с двумя греющими агентами, например, паром и маслом (рис. 3.1. е), применяется в случаях, когда увеличение концентрации раствора в первом корпусе резко повышает температуру кипения во втором корпусе и температура вторичного пара как греющего оказывается недостаточной.