Lämmönvaihtoteknologisia prosesseja käytetään laajasti eri teollisuudenaloilla luomaan tarvittavat olosuhteet laitteiden ja tuotantoaihioiden käsittelylle tai lämpötilatilan muuttamiseen. Yrityksissä, joissa tehtävänä on muuttaa nestemäisten väliaineiden ominaisuuksia, lämpöä voidaan käyttää kiehumisen ylläpitämiseen. Teknisesti vastaavat ongelmat ratkaistaan höyrystimien avulla, jotka on varustettu erityisellä toiminnallisilla komponenteilla lämmönvaihtoprosessin järjestämiseksi.
Mikä on haihdutusprosessi?
Teollisuussektorilla haihdutusta pidetään menetelmänä väkevöidä nestemäisiä liuoksia, jotka perustuvat haihtuviin aktiivisiin seoksiin liuotettuihin heikosti haihtuviin tai haihtumattomiin aineisiin. Tämä prosessi suoritetaan tuloksenaliuottimen haihtuminen kiehumisen aikana. Tämä menettely altistetaan useimmiten emäksille, suoloille sekä korkealla kiehuville nesteille. Mutta kussakin tapauksessa prosessin päätehtävä on saada puhdas liuotin tai yksittäisiä aineita korkeassa pitoisuudessa. Jos puhumme liuoksen tietyn komponentin kohdennetusta puhdistuksesta, niin haihdutusprosessia voidaan täydentää kiteytysoperaatiolla, jossa kohdeaineen muodostuminen kiinteässä muodossa on mahdollista.
Teknisestä näkökulmasta haihdutus on useiden lämmönvaihtotoimintojen yhdistelmä. Tämän prosessin teknisen organisoinnin monimutkaisuus edellyttää erikoislaitteiden käyttöä. Tässä ominaisuudessa käytetään optimoidun suunnittelun omaavaa tyhjöhöyrystintä, joka on suunniteltu suorittamaan tärkeimmät haihdutusprosessit sekä aputoiminnot. On tärkeää muistaa, että haihduttamiseen liittyy aggressiivisten väliaineiden käyttö - kuumia nesteitä, kaasuja, vesihöyryä jne. Tähän lisätään kemiallisesti aktiivisten kohdeaineiden epäsuotuisa tausta. Nämä ja muut haitallisten teknologisten vaikutusten tekijät edellyttävät erikoismateriaalien käyttöä höyrystimien asennuksessa, mikä lisää rakenteiden suojaominaisuuksia.
Höyrystimen peruslaite
Useimmat nykyaikaiset teollisuushaihduttimet käyttävät monikomponenttijärjestelmää, joka perustuu lämmönvaihtimeen, jossa on lauhdutin ja haihdutuskammio. Prosessin optimoimiseksi ja liuosten tehokkaammaksi tiivistämiseksi, läsnäoloerotin on erillisessä järjestyksessä kaasukanavan kautta kytketty yksikkö, joka järjestää toisiohöyryn poiston. Yleisemmin käytetään ulkoisia erottimia, jotka toimivat keskipakovoiman olosuhteissa. Mikä on pohjimmiltaan erilainen tyhjöhöyrystin? Tyhjiön luomisen avulla voit saavuttaa pehmeän haihtumisen vaikutuksen. Tämä tarjoaa kaksi positiivista pistettä - haihdutusprosessin kiihtymisen (huollettu liuos viettää vähemmän aikaa kammiossa) ja tiivistetyn aineen laadun paranemisen. Tuotteita voidaan käyttää muissa teknologisissa toiminnoissa samassa kohdeprosessointiyrityksessä. Tätä varten he järjestävät yksittäisten moduulien liittämisen poistovirtauksiin, minkä ansiosta ei vain suoriteta ylimääräisten kaasuseosten poistamista, vaan virtauksen säätö varmistetaan tarvittavilla toimitusparametreilla painevoiman ja liikkeen suhteen. nopeus. Lisäksi monet haihduttimet voidaan valinnaisesti yhdistää esikäsittely- tai jätteen laimennusyksiköihin, jotta ne täyttävät prosessien vaatimukset, joissa samaa kaasua voidaan käyttää uudelleen.
Pakotettu kiertolaite
Suunnittelu perustuu pysty- tai vaakasuoraan vaippa-putkilämmönvaihtimeen, jossa on lämmityskammio ja samankeskinen erotin. Työprosessia tukevat kiertovesipumppuasema ja leimahdusastia. Yleensä työseosten pakkosiirtoprosessi toteutetaan kaksikuorisissa höyrystimissävastavirtakiertojärjestelmä. Tällaisten laitteiden osana on myös laite tislaukseen ja höyrypuhdistukseen orgaanisista ja suolayhdisteistä. Pakkokiertohaihduttimen keskimääräinen kapasiteetti on noin 9000 kg/h ja pitoisuussuhde on 65 %.
Tällaisen yksikön toiminnan aikana neste kiertää lämmityskammion ääriviivoja pitkin pumpun tuottaman voiman ansiosta. Kammiossa nesteen lämpötila saatetaan kiehumispisteeseen, jonka jälkeen paine erotinlohkossa laskee jyrkästi. Tästä hetkestä lähtien osan nesteen aktiivinen haihdutusprosessi alkaa. Mitä etuja tämän tyyppisen yksikön käytöstä on? Tämä on tehokkain ratkaisu käsiteltäessä viskooseja ja ongelmallisia saastuneita seoksia. Esimerkiksi suolaliuosten haihduttamiseen tämä vaihtoehto on sopivampi kuin yksivaikutteiset haihduttimet, jotka voivat näyttää suuremman kiertonopeuden, mutta niiden teho ei riitä tarjoamaan edes keskimääräistä tuottavuutta. Muuten, nykyaikaiset höyrystimet, joissa on pakkokierto, eivät suorita keitto- ja haihdutustoimintoja pääkammion lämmitysseinillä, vaan erottimessa, joten päätyöyksikön saastuminen on minimoitu.
Höyrystimet levylämmönvaihtimella
Tällaisten asennusten suunnitteluominaisuus on erityisten levyjen läsnäolo, joiden ansiosta työväliaine ohjataan lämmityskammion läpi vuorottelevia kanavia pitkin. Levyjen tiivistämiseen käytetään erityisiä tiivisteitä - myös niitäsuorittaa lämmöneristystoiminnon, mikä lisää lämmönsiirron tehokkuutta.
Nämä ovat pääsääntöisesti monitehohaihduttimia, joiden kapasiteetti on noin 15 t/h. Veden ja kohdetuotteen lämmitysvirtaukset liikkuvat kanaviaan pitkin vastavirtaan ja luovuttavat osan energiasta. Väliaineen liikevoiman tuottaa sama kiertovesipumppu, mutta levyjen rakenne on suunniteltu tukemaan piirissä olevan turbulenssin vaikutusta, mikä vähentää tarvittavaa tehopotentiaalia tuotteen ja jäähdytysnesteen siirtymisen tukemiseksi. Aktiivisen lämmönvaihdon seurauksena työväliaine kiehuu, minkä jälkeen muodostuu höyryä. Nestemäiset jäännöstuotteet leikataan pois erotinlohkosta keskipakovoiman vuoksi.
Tämä on yksi harvoista tapauksista, kun kyse on yleishöyrystimestä, kun on kyse kyvystä työskennellä erilaisten teknisten välineiden kanssa. Erityisesti levylämmönvaihtimella varustetun haihdutuslaitoksen toimintaperiaate mahdollistaa höyry-kaasun ja vesipitoisten väliaineiden käytön. Samalla varmistetaan korkea pitoisuuden laatu, koska haihdutus tapahtuu tasaisesti hellävaraisessa tilassa yhdellä kertaa. Itse suunnittelu on kooltaan maksimaalisesti optimoitu, mikä helpottaa asennusta ja teknisiä toimenpiteitä. Asennustilan korkeus kaikkine tietoliikenneyhteyksineen ja liitäntäputkineen tällaiselle laitteelle on siis 3-4 m.
Kolmivaikutteiset luonnollisen kiertoilmahöyrystimet
Rakenteellisesti tällaisille laitteille on ominaista oikosulkupystysuoraan sijoitettu lämmönvaihdin ja erottimen yläsijainti. Työneste syötetään alha alta, minkä jälkeen se nousee lämmitysputkien läpi kammion läpi. Nousevan kalvon tai kaasunostimen periaate toteutetaan. Jos öljy- ja kaasukentillä tuotteen mukana kulkeutuu kaasu, niin kolmiastiaisessa höyrystimessä kuumat höyryt nostavat nestettä kuori-putkipiirejä pitkin. Koko prosessi tapahtuu kiehumisen taustaa vasten. Höyrystä erotettu neste johdetaan paluuputken kautta lämmönvaihtimeen, minkä jälkeen se lähetetään jälleen erottimeen seuraavaa erotuskertaa varten. Tämä prosessi toistetaan useita kertoja, kunnes haluttu pitoisuustaso saavutetaan.
Tässä tapauksessa haihtumisnopeus määräytyy lämmityskammion ja keittoyksikön lämpötilaeron mukaan. Molempia ilmaisimia voidaan säätää automaattisella ohjauksella. Tyhjiöhaihduttimen luonnollinen kierto mahdollistaa suuren ominaiskapasiteetin nopealla käynnistyksellä. Mutta ei pidä luottaa monimutkaisia tai termisesti epästabiileja yhdisteitä sisältävien liuosten ylläpitoon. Tämä on pitkälle erikoistunut laite, jonka laskenta on tehty kemian- ja elintarviketeollisuudelle, jossa joudutaan suorittamaan pisteerotusoperaatioita pienellä kapasiteettikuormalla. Esimerkiksi glyseriinihaihduttimet tarjoavat prosessointinopeuden 3600 kg/h.
Miten barometrinen lauhdutin toimii
Monilajisekoituslämmönvaihtimet, jotka eivät suorita työväliaineen pintaerottelua ylivuotoprosessissa, mutta sallivat niiden sekoittamisen. Toisin sanoen ehdollinen väkevöity liuos voi kuumennuksen hetkellä joutua kosketuksiin prosessikuuman väliaineen kanssa, jota edustaa höyry tai vesi. Barometrinen lauhdutin itsessään on osa monimutkaista haihdutuslaitosta, joka suorittaa jäähdytysveden ja sekundaarihöyryn sekoitusprosessit. Koska vasta muodostuneen kondensaatin tilavuudet ovat pienempiä kuin höyryn tilavuus, syntyy luonnollinen tyhjiö. Sen ylläpitämiseksi on tarpeen poistaa lauhduttimesta ilmakehän ilma, joka lähetetään sinne jäähdytysnestevirtojen mukana. Joissakin malleissa ilmaa voi päästä sisään myös kondensaattorikotelon vikojen kautta. Sekoitettujen seosten ulostulo lauhduttimesta suoritetaan barometrisen putken kautta. Se on valmiiksi upotettu nesteeseen ja muodostaa hydraulisen tiivisteen, joka estää ilman pääsyn lauhduttimeen.
Kapasitiivisen laitteen toimintaperiaate
Erityinen laitteisto teknologisiin haihdutusprosesseihin. Pääasiallinen ero kapasitiivisten yksiköiden välillä toimintaperiaatteen kann alta on vapaan kierron tilan tuki, joka saavutetaan lämmönvaihtojärjestelmän piirien sijainnin sisäisen konfiguraation ansiosta. Lämmönvaihtoverkon infrastruktuuri muodostuu putkikimpuista, kierukoista ja muista elementeistä, jotka luovat edellytykset monivaiheiselle ja monessa suhteessavaikea prosessi lämpöenergian siirtoon. Muuten, kapasitiivisia haihduttimia ei käytännössä käytetä viskoosien, lämpöherkkien ja kiteytyvien ratkaisujen kanssa juuri vapaan, mutta hitaan virtausten kierron vuoksi. Lisäksi lämmönsiirtokertoimet tässä järjestelmässä ovat pieniä, mikä vaikuttaa negatiivisesti yleiseen haihdutussuorituskykyyn. Miten kapasitiiviset laitteet oikeuttavat itsensä? Niitä käytetään menestyksekkäästi pienikokoisessa teollisuudessa, jossa lämmönsiirtokerroin ei ole niin merkittävä tuotantomäärillä. Kapasitiivisten haihduttimien sisäinen järjestely kaikkine puutteineen avaa paljon mahdollisuuksia suunnatun kierron järjestämiseen, mikä on erittäin tärkeää yrityksissä, joiden rakenteellinen liikkuvuus on vähäistä viestintäkanavien yhdistämisessä.
Höyrystimen laskenta
Integroidussa höyrystimen suunnittelussa jokaiselle komponentille tehdään yksilölliset laskelmat, koska tuotantoprosessin ominaisuudet voivat muuttua jokaisessa vaiheessa. Lähtötietoina käytetään pääsääntöisesti seuraavia tietoja:
- likimääräinen höyrynpaine;
- keskittymislämpö;
- alkuperäisen ratkaisun ominaisuudet;
- lämpöhäviön taso;
- lämmönsiirtokerroin;
- suunnitteluparametrit, jotka on jo asetettu ja joita ei voi muuttaa.
Kolmivaikutteisissa höyrystinlaitoksissa laskenta yllämainituilla lähtötiedoilla voidaan suorittaa käyttämällä useita parametreja kerralla, mukaan lukien kiertovesipumpun teho, lämmityskammion tilavuus,huollettavan nesteen enimmäismäärä jne. Tärkeimpiä suunnittelutehtäviä ovat saman barometrisen lauhduttimen, erottimen suunnittelulaskenta ja putkistoelementtien ominaisuuksien määrittäminen. Erityisesti haihdutuksen voimakkuus järjestelmissä, joissa on jatkuva haihdutus, riippuu suuttimien halkaisijasta ja siirtymäputkien pituudesta.
Työnkulun vaatimukset
Haihdutusprosessin organisointiin lasketut indikaattorit eivät välttämättä anna odotettua vaikutusta, jos ulkoisen ympäristön vaatimukset eivät täyty. Paljon riippuu olosuhteista huoneessa, jossa laitteita käytetään. Vaatimusten mukaan läpivientihaihduttimia saa käyttää vain tiloissa, joiden pinta-ala on vähintään 4,5 m2 ja korkeus 3,2 m. Ei ole tarpeetonta varustaa säädettävä huppu, jossa on portti ja työntövoimaasetus.
Ilmanvaihtojärjestelmä on suunniteltu erityisten sääntöjen mukaan. Sen tulisi sisältää tulokanavat ja pakojärjestelmät, jotka ovat suoraan yhteydessä alueisiin, joissa haihdutusprosessi suoritetaan suoraan. On selvää, että monimutkainen ilmanvaihtojärjestelmä, joka toimii normaalitilassa kahteen suuntaan, vaatii vakavaa tehotukea. Mutta samaan aikaan kanavien ja käyttölaitteiden lähettämä melu ei saa ylittää 75 dB. Ja tässä puhumattakaan palo- ja palovaatimusten noudattamisestasähköturvallisuus. Jos höyrystin toimii säännöllisesti kaasuseosten kanssa, on järjestettävä erityinen ilmanpoistojärjestelmä. Se voi olla osa yhtä lämmönvaihtoviestintäkompleksia, joka mahdollistaa joissain toiminnallisissa osissa molempien järjestelmien toimintojen täydentämisen.
Johtopäätös
Haihdutus- ja väkevöintitoimintoja on pitkään käytetty teollisuudessa sekä pää- että toissijaisina teknologisina prosesseina. Useimmissa tapauksissa materiaalit valmistetaan tällä tavalla tuotteiden valmistuksen tai teknisten välineiden valmistuksen jatkovaiheita varten. Tyhjiöhaihduttimet ja -asennukset voidaan asettaa tuottavimpiin työkaluihin tällaisten ongelmien ratkaisemiseen. Korkean suorituskyvyn indikaattorit selittyvät kiertohöyrystimen toiminnolla, joka toimii ulkoisesta virtalähteestä pumppausaseman muodossa. Kiertoryhmän vuorovaikutuksessa lämmityskammion ja erottimen kanssa on erilaisia yhdistelmiä, mutta periaatteessa tämän tyyppiset monikomponenttijärjestelmät tarjoavat parhaan mahdollisen teknisen toiminnan suorituskyvyn sekä tuotepitoisuuden laadun että dynamiikan kann alta. haihdutusprosessi.
