Soojusvahetuse tehnoloogilisi protsesse kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes, et luua vajalikud tingimused seadmete, aga ka toorikute töötlemiseks või temperatuuriseisundi muutmiseks. Ettevõtetes, kus ülesandeks on muuta vedela keskkonna omadusi, saab keemistemperatuuri hoidmiseks kasutada soojust. Tehniliselt lahendatakse sarnased probleemid aurustite abil, mis on varustatud spetsiaalse funktsionaalsete komponentide komplektiga soojusvahetusprotsessi korraldamiseks.
Mis on aurustumisprotsess?
Tööstussektoris käsitletakse aurustamist kui vedelate lahuste kontsentreerimise meetodit, mis põhinevad lenduvates aktiivsetes segudes lahustatud vähelenduvatel või mittelenduvatel ainetel. See protsess viiakse läbi selle tulemusenalahusti aurustumine keemise ajal. Seda protseduuri rakendatakse kõige sagedamini leeliste, soolade ja kõrge keemistemperatuuriga vedelikega. Kuid igal juhul on protsessi peamine ülesanne saada puhas lahusti või üksikud ained kõrge kontsentratsiooniga. Kui me räägime lahuse konkreetse komponendi sihipärasest puhastamisest, siis aurutamisprotsessile võib lisada kristallisatsioonioperatsiooni, mille käigus on võimalik sihtaine moodustumine tahkel kujul.
Tehnoloogilisest vaatepunktist on aurustamine mitmete soojusvahetusoperatsioonide kombinatsioon. Selle protsessi tehnilise korralduse keerukus nõuab eriseadmete kasutamist. Selles mahus kasutatakse optimeeritud konstruktsiooniga vaakumaurustit, mis on mõeldud peamiste aurustusprotsesside ja abitoimingute läbiviimiseks. Oluline on meeles pidada, et aurustumisel kasutatakse agressiivseid aineid – kuumad vedelikud, gaasid, veeaur jne. Sellele lisandub keemiliselt aktiivsete sihtainete ebasoodne foon. Need ja muud ebasoodsa tehnoloogilise mõju tegurid nõuavad aurustite kokkupanemisel spetsiaalsete materjalide kasutamist, mis suurendab konstruktsioonide kaitseomadusi.
Aurusti põhiseade
Enamik kaasaegseid tööstuslikke aurustajaid kasutavad mitmekomponentset süsteemi, mis põhineb kondensaatori ja aurustuskambriga soojusvahetil. Protsessi optimeerimiseks ja lahuste tõhusamaks kontsentreerimiseks, olemasoluseparaator on seade, mis on ühendatud eraldi järjekorras läbi gaasikanali ja korraldab sekundaarse auru eemaldamise. Enamasti kasutatakse välist tüüpi separaatoreid, mis töötavad tsentrifugaaljõu tingimustes. Mis on põhimõtteliselt erinev vaakumaurusti? Vaakumi tekitamine võimaldab saavutada pehme aurustumise efekti. See annab kaks positiivset punkti - aurustumisprotsessi kiirenemine (hooldatud lahus veedab kambris vähem aega) ja kontsentreeritud aine kvaliteedi tõus. Väljundtooteid saab kasutada teistes tehnoloogilistes toimingutes samas sihttöötlemisettevõttes. Selleks korraldavad nad üksikute moodulite ühendamise väljalaskevooludega, tänu millele ei toimu mitte ainult liigsete gaasisegude eemaldamist, vaid tagatakse voolu reguleerimine vajalike tarneparameetritega survejõu ja liikumise osas. kiirust. Veelgi enam, paljusid aurusteid saab valikuliselt siduda eeltöötlus- või jäätmete lahjendusseadmetega, et vastata protsesside nõuetele, kus sama gaasi saab uuesti kasutada.
Sundringlusega aparaat
Disain põhineb vertikaalse või horisontaalse kesta ja toruga soojusvahetil, millel on küttekamber ja kontsentriline eraldaja. Tööprotsessi toetavad tsirkulatsioonipumbajaam ja välguanum. Tavaliselt rakendatakse töösegude sunniviisilist liikumist kahekordse kestaga aurustitesvastuvoolu tsirkulatsiooniskeem. Selliste seadmete osana on olemas ka seade destilleerimiseks ja auruga puhastamiseks orgaanilistest ja soolaühenditest. Sundtsirkulatsiooniga aurusti keskmine võimsus on umbes 9000 kg/h ja kontsentratsiooni suhe ulatub 65% -ni.
Sellise seadme töötamise ajal ringleb vedelik pumba poolt tekitatava jõu toimel mööda küttekambri kontuure. Kambris viiakse vedeliku temperatuur keemistemperatuurini, mille järel rõhk separaatoriplokis järsult väheneb. Sellest hetkest algab osa vedeliku aktiivse aurustamise protsess. Millised on seda tüüpi seadmete kasutamise eelised? See on kõige tõhusam lahendus viskoossete ja probleemsete saastunud segude käitlemisel. Näiteks soolalahuste aurustamiseks on see valik sobivam kui ühetoimelised aurustid, mis võivad näidata suuremat tsirkulatsioonikiirust, kuid nende võimsusest ei piisa isegi keskmise tootlikkuse tagamiseks. Muide, kaasaegsed sundtsirkulatsiooniga aurustid teostavad keetmist ja aurutamist mitte peakambri kütteseintel, vaid separaatoris, nii et põhitööüksuse saastumine on minimaalne.
Aurustid plaatsoojusvahetiga
Selliste paigaldiste disainifunktsiooniks on spetsiaalsete plaatide olemasolu, mille tõttu töökeskkond juhitakse läbi kuumutuskambri mööda vahelduvaid kanaleid. Plaatide tihendamiseks kasutatakse spetsiaalseid tihendeid - need on katäidab soojusisolatsiooni funktsiooni, mis suurendab soojusülekande efektiivsust.
Reeglina on tegemist multiefektiga aurustitega, mille võimsus on umbes 15 t/h. Vee ja sihttoote küttevood liiguvad mööda oma kanaleid vastuvoolu, andes osa energiast välja. Meediumi liikumiseks vajaliku jõu tekitab sama tsirkulatsioonipump, kuid plaatide konstruktsioon on kavandatud toetama turbulentsi mõju ahelas, mis vähendab toote ja jahutusvedeliku ülekande toetamiseks vajalikku võimsuspotentsiaali. Aktiivse soojusvahetuse tulemusena töökeskkond keeb, mille järel tekib aur. Vedelad jääkproduktid lõigatakse separaatoriplokis tsentrifugaaljõu tõttu ära.
See on üks väheseid juhtumeid, kui tegemist on universaalse aurustiga, pidades silmas võimalust töötada erinevate tehnoloogiliste kandjatega. Eelkõige võimaldab plaatsoojusvahetiga aurustitehase tööpõhimõte kasutada auru-gaasi ja vesikeskkonda. Samal ajal on tagatud kõrge kontsentratsiooni kvaliteet, kuna aurustamine toimub ühtlaselt õrnas režiimis ühe käiguga. Disain ise on maksimaalselt optimeeritud, mis hõlbustab paigaldamist ja tehnilisi meetmeid. Seega on sellise seadme paigaldusruumi kõrgus koos kõigi kommunikatsioonide ja ühendustorustikuga 3-4 m.
Kolmeefektiga loodusliku tsirkulatsiooniga aurustid
Struktuuriliselt eristatakse selliseid seadmeid lühise olemasolugavertikaalselt asetsev soojusvaheti ja separaatori ülemine paigutus. Töövedelik tarnitakse altpoolt, misjärel see tõuseb läbi küttetorude läbi kambri. Rakendatakse tõusva kile või gaasitõstuki põhimõtet. Kui nafta- ja gaasimaardlates juhib toodet sellega seotud gaas, siis kolme anumaga aurusti puhul tõstavad kuumad aurud vedelikku mööda kesta ja toru ahelaid. Kogu protsess toimub keemise taustal. Aurust eraldatud vedelik juhitakse tagasivoolutoru kaudu soojusvahetisse, misjärel suunatakse see uuesti separaatorisse järgmiseks eraldusseansiks. Seda protsessi korratakse mitu korda, kuni saavutatakse soovitud kontsentratsioonitase.
Sel juhul määrab aurustumiskiiruse kuumutuskambri ja keemisseadme temperatuuride erinevus. Mõlemat indikaatorit saab reguleerida automaatjuhtimisega. Loomulik tsirkulatsioon vaakumaurustis võimaldab suurt erivõimsust koos kiire käivitamisega. Kuid ei tohiks loota keerukaid või termiliselt ebastabiilseid ühendeid sisaldavate lahuste hooldamisele. Tegemist on kõrgelt spetsialiseerunud seadmega, mille arvutus on tehtud keemia- ja toiduainetööstusele, kus on vaja teostada punktieraldusoperatsioone väikese kandevõimega koormusega. Näiteks glütseriini aurustid tagavad töötlemiskiiruse 3600 kg/h.
Kuidas baromeetriline kondensaator töötab
Erinevussegamissoojusvahetid, mis ei teosta töökeskkonna pinnaeraldust ülevoolu käigus, kuid võimaldavad nende segunemist. Teisisõnu võib tingimuslik kontsentreeritud lahus kuumutamise hetkel kokku puutuda protsessi kuuma keskkonnaga, mida esindab aur või vesi. Baromeetriline kondensaator ise on osa keerulisest aurustitehasest, mis teostab jahutusvee ja sekundaarauru segamise protsesse. Kuna äsja moodustunud kondensaadi mahud on väiksemad kui auru maht, tekib loomulik vaakum. Selle säilitamiseks on vaja kondensaatorist eemaldada atmosfääriõhk, mis saadetakse sinna koos jahutusvedeliku vooludega. Mõnes konstruktsioonis võib õhk siseneda ka kondensaatori korpuse defektide kaudu. Segasegude väljastamine kondensaatorist toimub baromeetrilise toru kaudu. See on eelnev alt vedelikku sukeldatud ja moodustab hüdraulilise tihendi, mis takistab õhu pääsemist kondensaatorisse.
Mahtuvusliku aparaadi tööpõhimõte
Eriline varustus tehnoloogiliste aurustamisprotsesside jaoks. Peamine erinevus mahtuvuslike seadmete vahel tööpõhimõtte osas on vaba ringlusrežiimi toetamine, mis saavutatakse soojusvahetussüsteemi ahelate asukoha sisemise konfiguratsiooni tõttu. Soojusvahetusvõrgu infrastruktuuri moodustavad torukimbud, mähised ja muud elemendid, mis loovad tingimused mitmeastmeliseks ja paljuskikeeruline soojusenergia ülekandmise protsess. Muide, mahtuvuslikke aurusteid viskoossete, kuumustundlike ja kristalliseerivate lahendustega töös praktiliselt ei kasutata just voogude vaba, kuid aeglase ringluse tõttu. Lisaks on selle süsteemi soojusülekandetegurid väikesed, mis mõjutab negatiivselt üldist aurustumisvõimet. Kuidas mahtuvuslikud seadmed end õigustavad? Neid kasutatakse eduk alt väikese tonnaažiga tööstustes, kus soojusülekandetegur ei ole väljundmahtude juures nii oluline. Mahtuvuslike aurustite sisemine paigutus koos kõigi oma puudustega avab palju võimalusi suunatud tsirkulatsiooni korraldamiseks, mis on väga oluline vähese struktuurse mobiilsusega ettevõtetes sidekanalite ühendamisel.
Aurusti arvutamine
Integreeritud aurusti konstruktsioonis tehakse iga komponendi kohta individuaalsed arvutused, kuna tootmisprotsessi omadused võivad igas etapis muutuda. Algandmetena kasutatakse reeglina järgmist:
- ligikaudne aururõhk;
- keskendumise kuumus;
- alglahenduse omadused;
- soojuskao tase;
- soojusülekandetegur;
- kujundusparameetrid, mis on juba määratud ja mida ei saa muuta.
Kolmeefektiga aurustiseadmete puhul saab ülalnimetatud lähteandmetega arvutada mitut parameetrit korraga, sealhulgas tsirkulatsioonipumba võimsust, küttekambri mahtu,maksimaalne hooldatava vedeliku kogus jne. Olulisemate projekteerimisülesannete hulka kuulub sama baromeetrilise kondensaatori, separaatori projekteerimisarvutus ja torustiku elementide karakteristikute määramine. Eelkõige sõltub aurustamise intensiivsus pideva aurustamisega süsteemides düüside läbimõõdust ja üleminekutorude pikkusest.
Töövoonõuded
Arvutatud näitajad aurustumisprotsessi korraldamiseks ei pruugi anda oodatud efekti, kui väliskeskkonnale esitatavad nõuded ei ole täidetud. Palju sõltub tingimustest ruumis, kus seadmeid kasutatakse. Vastav alt nõuetele tohib läbilaskvaid aurusteid kasutada ainult ruumides, mille pindala on vähem alt 4,5 m2 ja kõrgus 3,2 m nagu korsten. Reguleeritava värava ja tõukejõu seadistusega kapoti varustamine ei ole üleliigne.
Ventilatsioonisüsteem on projekteeritud vastav alt erireeglitele. See peaks hõlmama sissevoolukanaleid ja väljalaskesüsteeme, mis on otse ühenduses piirkondadega, kus aurustusprotsess toimub vahetult. On ilmne, et kompleksne ventilatsioonisüsteem, mis töötab tavalisel režiimil kahes suunas, nõuab tõsist toiteallikat. Kuid samal ajal ei tohiks kanalite ja tööseadmete müra ületada 75 dB. Ja sellest ei saa rääkida tule- ja tulenõuete täitmisestelektriohutus. Kui aurusti töötab regulaarselt gaasisegudega, tuleb korraldada spetsiaalne õhu degaseerimissüsteem. See võib olla osa ühest soojusvahetuse sidekompleksist, mis võimaldab mõnes tööaspektis täiendada mõlema süsteemi funktsioone.
Järeldus
Aurutamis- ja kontsentreerimisoperatsioone on tööstustes pikka aega kasutatud nii peamiste kui ka sekundaarsete tehnoloogiliste protsessidena. Enamasti valmistatakse sel viisil materjalid ette toodete valmistamise või tehniliste vahendite ettevalmistamise edasisteks etappideks. Vaakumaurustid ja -paigaldised on selliste probleemide lahendamisel kõige produktiivsemad tööriistad. Kõrgeid jõudlusnäitajaid seletatakse pumbajaama kujul välisest toiteallikast töötava tsirkulatsiooniaurusti funktsiooni olemasoluga. Tsirkulatsioonirühma koostoimel küttekambri ja separaatoriga on erinevaid kombinatsioone, kuid põhimõtteliselt tagavad seda tüüpi mitmekomponentsed süsteemid tehnoloogilise töö kõrgeima jõudluse nii toote kontsentratsiooni kvaliteedi kui ka dünaamika osas. aurustumisprotsess.
