กระบวนการทางเทคโนโลยีแลกเปลี่ยนความร้อนมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เพื่อสร้างเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการประมวลผลหรือเปลี่ยนสถานะอุณหภูมิของอุปกรณ์ตลอดจนช่องว่างการผลิต ในสถานประกอบการที่มีการกำหนดภารกิจให้เปลี่ยนลักษณะของสื่อของเหลว ความร้อนสามารถใช้เป็นวิธีการรักษาเดือด ในทางเทคนิค ปัญหาที่คล้ายคลึงกันจะได้รับการแก้ไขด้วยความช่วยเหลือของเครื่องระเหยที่มาพร้อมกับชุดส่วนประกอบการทำงานพิเศษสำหรับการจัดระเบียบกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อน
กระบวนการระเหยคืออะไร
ในภาคอุตสาหกรรม การระเหยถือเป็นวิธีการทำให้สารละลายมีความเข้มข้นสูง ซึ่งใช้สารระเหยต่ำหรือไม่ระเหยง่ายที่ละลายในสารผสมที่ระเหยง่าย กระบวนการนี้ดำเนินการเป็นผลการระเหยของตัวทำละลายในระหว่างการเดือด ขั้นตอนนี้มักอยู่ภายใต้ด่าง เกลือ และของเหลวที่เดือดจัด แต่ในแต่ละกรณี ภารกิจหลักของกระบวนการคือการได้รับตัวทำละลายบริสุทธิ์หรือสารเดี่ยวที่มีความเข้มข้นสูง หากเรากำลังพูดถึงการทำให้ส่วนประกอบเฉพาะของสารละลายเป้าหมายทำให้บริสุทธิ์ กระบวนการระเหยสามารถเสริมด้วยการดำเนินการตกผลึก ซึ่งสามารถสร้างสารเป้าหมายในรูปของแข็งได้
จากมุมมองทางเทคโนโลยี การระเหยคือการรวมกันของการดำเนินการแลกเปลี่ยนความร้อนจำนวนหนึ่ง ความซับซ้อนขององค์กรด้านเทคนิคของกระบวนการนี้จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ ในความสามารถนี้ เครื่องระเหยสูญญากาศที่มีการออกแบบที่เหมาะสมที่สุดถูกนำมาใช้ ซึ่งออกแบบมาเพื่อทำกระบวนการระเหยหลัก เช่นเดียวกับการทำงานเสริม สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ การระเหยเกี่ยวข้องกับการใช้ตัวกลางที่มีฤทธิ์รุนแรง เช่น ของเหลวร้อน ก๊าซ ไอน้ำ ฯลฯ ที่เพิ่มเข้ามาคือภูมิหลังที่ไม่พึงประสงค์จากสารออกฤทธิ์ทางเคมีที่เป็นเป้าหมาย ปัจจัยเหล่านี้และปัจจัยอื่นๆ ของผลกระทบด้านเทคโนโลยีที่ไม่พึงประสงค์ จำเป็นต้องใช้วัสดุพิเศษในการประกอบเครื่องระเหย ซึ่งจะเพิ่มคุณสมบัติการป้องกันของโครงสร้าง
อุปกรณ์พื้นฐานของคอยล์เย็น
เครื่องระเหยอุตสาหกรรมที่ทันสมัยส่วนใหญ่ใช้ระบบหลายส่วนประกอบตามเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีคอนเดนเซอร์และห้องระเหย เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและความเข้มข้นของสารละลายที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น การมีอยู่ของตัวแยกเป็นหน่วยที่เชื่อมต่อในลำดับที่แยกจากกันผ่านท่อก๊าซและจัดระบบกำจัดไอน้ำทุติยภูมิ ตัวแยกประเภทภายนอกมักใช้มากกว่า ซึ่งทำงานภายใต้สภาวะของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง เครื่องระเหยสูญญากาศแตกต่างกันโดยพื้นฐานคืออะไร? การสร้างสุญญากาศช่วยให้คุณได้รับผลกระทบจากการระเหยแบบอ่อน สิ่งนี้ให้จุดบวกสองจุด - การเร่งความเร็วของกระบวนการระเหย (สารละลายที่ให้บริการใช้เวลาในห้องน้อยลง) และการเพิ่มคุณภาพของสารเข้มข้น ผลิตภัณฑ์ที่ส่งออกสามารถใช้ในการดำเนินงานด้านเทคโนโลยีอื่น ๆ ที่องค์กรประมวลผลเป้าหมายเดียวกัน ในการทำเช่นนี้ พวกเขาจัดระเบียบการเชื่อมต่อของแต่ละโมดูลด้วยกระแสทางออก ต้องขอบคุณการที่ไม่เพียงแต่กำจัดส่วนผสมของก๊าซส่วนเกินเท่านั้น แต่ยังช่วยให้มั่นใจการควบคุมของการไหลด้วยพารามิเตอร์การส่งที่จำเป็นในแง่ของแรงดันและการเคลื่อนที่ ความเร็ว. ยิ่งไปกว่านั้น คุณสามารถเลือกจับคู่เครื่องระเหยหลายตัวกับหน่วยบำบัดก่อนการบำบัดหรือของเสียเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของกระบวนการที่สามารถนำก๊าซชนิดเดียวกันกลับมาใช้ใหม่ได้
เครื่องมือที่มีการบังคับหมุนเวียน
การออกแบบนี้ใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อแนวตั้งหรือแนวนอนพร้อมช่องให้ความร้อนและตัวแยกศูนย์กลาง กระบวนการทำงานได้รับการสนับสนุนโดยสถานีสูบน้ำหมุนเวียนและภาชนะแฟลช โดยปกติ กระบวนการบังคับของการเคลื่อนที่ของสารผสมที่ทำงานจะถูกนำไปใช้ในเครื่องระเหยแบบสองเปลือกด้วยโครงการหมุนเวียนกระแสน้ำทวนกระแส ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ดังกล่าว ยังมีอุปกรณ์สำหรับการกลั่นและการทำให้บริสุทธิ์ด้วยไอน้ำจากสารประกอบอินทรีย์และเกลือ ความจุเฉลี่ยของเครื่องระเหยแบบบังคับหมุนเวียนอยู่ที่ประมาณ 9000 กก./ชม. และอัตราส่วนความเข้มข้นถึง 65%
ระหว่างการทำงานของหน่วยดังกล่าว ของเหลวจะหมุนเวียนไปตามรูปทรงของห้องทำความร้อนเนื่องจากแรงที่ปั๊มจ่ายให้ ในห้องอุณหภูมิของของเหลวจะถูกนำไปยังจุดเดือดหลังจากนั้นความดันในบล็อกตัวแยกจะลดลงอย่างรวดเร็ว นับจากนี้เป็นต้นไป กระบวนการระเหยของของเหลวบางส่วนก็เริ่มต้นขึ้น การใช้ยูนิตประเภทนี้มีประโยชน์อย่างไร? นี่เป็นวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการจัดการกับสารผสมที่ปนเปื้อนที่หนืดและมีปัญหา ตัวอย่างเช่น สำหรับการระเหยของสารละลายน้ำเกลือ ตัวเลือกนี้เหมาะสมกว่าเครื่องระเหยแบบผลเดียว ซึ่งสามารถแสดงอัตราการหมุนเวียนที่สูงขึ้น แต่พลังของมันจะไม่เพียงพอต่อการผลิตในระดับเฉลี่ย อย่างไรก็ตาม เครื่องระเหยสมัยใหม่ที่มีการหมุนเวียนแบบบังคับจะทำการต้มและการระเหยไม่ได้บนผนังทำความร้อนในห้องหลัก แต่อยู่ในเครื่องแยก ดังนั้นการปนเปื้อนของหน่วยงานหลักจึงลดลง
เครื่องระเหยพร้อมแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน
คุณสมบัติการออกแบบของการติดตั้งดังกล่าวคือการมีเพลตพิเศษ เนื่องจากสื่อการทำงานถูกนำผ่านห้องทำความร้อนตามช่องสัญญาณสลับกัน ในการปิดผนึกแผ่นจะใช้ปะเก็นพิเศษ - พวกเขาเช่นกันทำหน้าที่ฉนวนกันความร้อน ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน
ตามกฎแล้ว นี่คือเครื่องระเหยแบบหลายเอฟเฟกต์ที่มีความจุประมาณ 15 ตันต่อชั่วโมง กระแสความร้อนของน้ำและผลิตภัณฑ์เป้าหมายเคลื่อนที่ในกระแสทวนตามช่องทางของพวกมัน ปล่อยพลังงานบางส่วนออกไป แรงสำหรับการเคลื่อนที่ของตัวกลางถูกสร้างขึ้นโดยปั๊มหมุนเวียนเดียวกัน อย่างไรก็ตาม การออกแบบของเพลตได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับผลกระทบของความปั่นป่วนในวงจร ซึ่งจะช่วยลดศักย์ไฟฟ้าที่ต้องการเพื่อรองรับการถ่ายเทผลิตภัณฑ์และสารหล่อเย็น อันเป็นผลมาจากการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแอคทีฟทำให้ตัวกลางทำงานเดือดหลังจากนั้นจะเกิดไอน้ำ ผลิตภัณฑ์ของเหลวตกค้างถูกตัดออกในบล็อกตัวแยกเนื่องจากแรงเหวี่ยง
นี่เป็นหนึ่งในไม่กี่กรณีที่เกี่ยวกับเครื่องระเหยแบบสากลในแง่ของความสามารถในการทำงานกับสื่อเทคโนโลยีต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลักการทำงานของโรงงานระเหยด้วยแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนช่วยให้สามารถใช้ก๊าซไอน้ำและตัวกลางที่เป็นน้ำได้ ในขณะเดียวกันก็รับประกันคุณภาพความเข้มข้นสูง เนื่องจากการระเหยจะดำเนินการอย่างเท่าเทียมกันในโหมดอ่อนโยนในครั้งเดียว การออกแบบมีขนาดเหมาะสมที่สุด ซึ่งอำนวยความสะดวกในการติดตั้งและมาตรการทางเทคนิค ดังนั้นความสูงของพื้นที่การติดตั้งพร้อมการสื่อสารและการเชื่อมต่อท่อสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าวคือ 3-4 ม.
เครื่องระเหยหมุนเวียนแบบสามเอฟเฟกต์
โครงสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวมีตัวย่อเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในแนวตั้งและตำแหน่งด้านบนของตัวคั่น ของเหลวทำงานถูกจ่ายจากด้านล่างหลังจากนั้นจะไหลผ่านท่อความร้อนผ่านห้อง หลักการของฟิล์มจากน้อยไปมากหรือลิฟต์แก๊สถูกนำมาใช้ หากอยู่ในแหล่งน้ำมันและก๊าซ ก๊าซที่เกี่ยวข้องดำเนินการผลิตภัณฑ์ ในกรณีของเครื่องระเหยแบบสามถัง ไอร้อนจะยกของเหลวตามวงจรเปลือกและท่อ กระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้นกับฉากหลังของการเดือด ของเหลวที่แยกจากไอจะดำเนินการผ่านท่อส่งคืนไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน หลังจากนั้นจะถูกส่งไปยังเครื่องแยกอีกครั้งสำหรับการแยกครั้งต่อไป กระบวนการนี้ทำซ้ำหลาย ๆ ครั้งจนกว่าจะถึงระดับความเข้มข้นที่ต้องการ
อัตราการระเหยในกรณีนี้ถูกกำหนดโดยความแตกต่างของอุณหภูมิในห้องทำความร้อนและหน่วยเดือด ตัวบ่งชี้ทั้งสองสามารถปรับได้ด้วยการควบคุมอัตโนมัติ การหมุนเวียนตามธรรมชาติในเครื่องระเหยแบบสุญญากาศช่วยให้มีความจุจำเพาะสูงพร้อมการเริ่มต้นทำงานที่รวดเร็ว แต่ไม่ควรพึ่งพาการบำรุงรักษาสารละลายที่มีสารประกอบที่ซับซ้อนหรือไม่เสถียรทางความร้อน นี่คืออุปกรณ์ที่มีความเฉพาะทางสูง ซึ่งทำการคำนวณสำหรับอุตสาหกรรมเคมีและอาหาร ซึ่งจำเป็นต้องทำการแยกจุดด้วยความจุขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น เครื่องระเหยของกลีเซอรีนให้ความเร็วในการประมวลผล 3600 กก./ชม.
เครื่องควบแน่นความกดอากาศทำงานอย่างไร
วาไรตี้ผสมเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งไม่ได้ทำการแยกพื้นผิวของสื่อการทำงานในกระบวนการล้น แต่อนุญาตให้ผสม กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในขณะที่ให้ความร้อน สารละลายที่มีเงื่อนไขเข้มข้นสามารถสัมผัสกับตัวกลางร้อนในกระบวนการที่แสดงด้วยไอน้ำหรือน้ำ คอนเดนเซอร์บารอเมตริกเป็นส่วนหนึ่งของโรงงานระเหยที่ซับซ้อน ซึ่งดำเนินการกระบวนการผสมน้ำหล่อเย็นและไอน้ำทุติยภูมิ เนื่องจากปริมาตรของคอนเดนเสทที่สร้างขึ้นใหม่นั้นน้อยกว่าปริมาตรของไอน้ำ จึงเกิดสุญญากาศตามธรรมชาติ เพื่อรักษาไว้ จำเป็นต้องกำจัดอากาศในบรรยากาศออกจากคอนเดนเซอร์ ซึ่งถูกส่งไปพร้อมกับการไหลของน้ำหล่อเย็น ในบางการออกแบบ อากาศสามารถเข้าไปผ่านข้อบกพร่องในกล่องคาปาซิเตอร์ได้เช่นกัน การส่งออกของผสมผสมจากคอนเดนเซอร์จะดำเนินการผ่านท่อความกดอากาศ มันถูกแช่ในของเหลวไว้ล่วงหน้าและสร้างซีลไฮดรอลิกที่ป้องกันไม่ให้อากาศเข้าไปในคอนเดนเซอร์
หลักการทำงานของอุปกรณ์เก็บประจุ
อุปกรณ์ชนิดพิเศษสำหรับกระบวนการระเหยทางเทคโนโลยี ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างหน่วย capacitive ในแง่ของหลักการทำงานคือการสนับสนุนโหมดหมุนเวียนอิสระซึ่งทำได้เนื่องจากการกำหนดค่าภายในของตำแหน่งของวงจรในระบบแลกเปลี่ยนความร้อน โครงสร้างพื้นฐานของเครือข่ายแลกเปลี่ยนความร้อนประกอบด้วยการรวมกลุ่มของท่อ ขดลวด และองค์ประกอบอื่น ๆ ที่สร้างเงื่อนไขสำหรับหลายขั้นตอนและหลายประการกระบวนการถ่ายเทพลังงานความร้อนที่ยาก อย่างไรก็ตาม เครื่องระเหยแบบคาปาซิทีฟแทบไม่ได้ใช้งานจริงกับสารละลายที่มีความหนืด ไวต่อความร้อน และตกผลึกได้อย่างแม่นยำ เนื่องจากการไหลแบบอิสระแต่ช้า นอกจากนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนในระบบนี้มีน้อย ซึ่งส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการระเหยโดยรวม อุปกรณ์ capacitive ปรับตัวเองอย่างไร? มีการใช้อย่างประสบความสำเร็จในอุตสาหกรรมที่มีระวางบรรทุกขนาดเล็ก โดยที่ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนไม่สำคัญกับปริมาณเอาต์พุตมากนัก การจัดเรียงภายในของเครื่องระเหยแบบ capacitive ที่มีข้อบกพร่องทั้งหมด เปิดโอกาสมากมายสำหรับการจัดระบบการหมุนเวียนโดยตรง ซึ่งมีความสำคัญมากในองค์กรที่มีความคล่องตัวเชิงโครงสร้างต่ำเมื่อเชื่อมต่อช่องทางการสื่อสาร
การคำนวณเครื่องระเหย
ในการออกแบบเครื่องระเหยแบบบูรณาการ จะมีการคำนวณเฉพาะสำหรับแต่ละส่วนประกอบ เนื่องจากลักษณะของกระบวนการผลิตสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในแต่ละขั้นตอน ตามกฎแล้ว ข้อมูลต่อไปนี้จะถูกใช้เป็นข้อมูลเบื้องต้น:
- แรงดันไอน้ำโดยประมาณ;
- ความเข้มข้นของความร้อน
- คุณสมบัติของวิธีแก้ปัญหาเบื้องต้น;
- ระดับการสูญเสียความร้อน
- สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน
- พารามิเตอร์การออกแบบที่ตั้งค่าไว้แล้วและไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้
สำหรับโรงงานเครื่องระเหยแบบสามผล การคำนวณด้วยข้อมูลเริ่มต้นที่กล่าวถึงข้างต้นสามารถทำได้โดยใช้พารามิเตอร์หลายตัวพร้อมกัน รวมถึงกำลังของปั๊มหมุนเวียน ปริมาตรของห้องทำความร้อนปริมาณของเหลวที่ให้บริการสูงสุด ฯลฯ งานออกแบบที่สำคัญที่สุด ได้แก่ การคำนวณการออกแบบของคอนเดนเซอร์บารอเมตริก ตัวแยก และการกำหนดลักษณะขององค์ประกอบท่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความเข้มข้นของการระเหยในระบบที่มีการระเหยอย่างต่อเนื่องจะขึ้นอยู่กับขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของหัวฉีดและความยาวของท่อทรานสิชัน
ข้อกำหนดเวิร์กโฟลว์
ตัวบ่งชี้ที่คำนวณสำหรับองค์กรของกระบวนการระเหยอาจไม่ให้ผลตามที่คาดหวังหากไม่เป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับสภาพแวดล้อมภายนอก มากจะขึ้นอยู่กับสภาพภายในห้องที่ใช้อุปกรณ์ ตามข้อกำหนด เครื่องระเหยแบบครั้งเดียวสามารถใช้ได้เฉพาะในห้องที่มีพื้นที่อย่างน้อย 4.5 ม.2 และสูง 3.2 ม. เหมือนปล่องไฟ มันจะไม่ฟุ่มเฟือยที่จะจัดให้มีฮูดแบบปรับได้พร้อมเกทและการตั้งค่าแรงขับ
ระบบระบายอากาศได้รับการออกแบบตามกฎพิเศษ ควรมีช่องทางไหลเข้าและระบบไอเสียที่มีการเชื่อมต่อโดยตรงกับบริเวณที่มีการดำเนินการกระบวนการระเหยโดยตรง เห็นได้ชัดว่าระบบระบายอากาศที่ซับซ้อนซึ่งทำงานในโหมดปกติในสองทิศทางจะต้องได้รับการสนับสนุนด้านพลังงานอย่างจริงจัง แต่ในขณะเดียวกันเสียงที่ปล่อยออกมาจากช่องสัญญาณและอุปกรณ์การทำงานไม่ควรเกิน 75 เดซิเบล และนี่ยังไม่รวมถึงการปฏิบัติตามข้อกำหนดของไฟและความปลอดภัยด้านไฟฟ้า. หากเครื่องระเหยทำงานกับส่วนผสมของก๊าซเป็นประจำ จะต้องจัดระบบกำจัดก๊าซในอากาศแบบพิเศษ มันสามารถเป็นส่วนหนึ่งของการสื่อสารแลกเปลี่ยนความร้อนที่ซับซ้อนเดียว ซึ่งจะช่วยให้ ในบางแง่มุมการดำเนินงาน สามารถเสริมการทำงานของทั้งสองระบบ
สรุป
การระเหยและการทำให้เข้มข้นมีการใช้งานมาอย่างยาวนานในอุตสาหกรรมทั้งในฐานะที่เป็นกระบวนการทางเทคโนโลยีหลักและรอง ในกรณีส่วนใหญ่ วัสดุจะถูกจัดเตรียมในลักษณะนี้สำหรับขั้นตอนการผลิตต่อไปของผลิตภัณฑ์หรือการเตรียมวิธีการทางเทคนิค เครื่องระเหยสูญญากาศและการติดตั้งสามารถเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการแก้ปัญหาดังกล่าว ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพสูงอธิบายได้จากฟังก์ชันของเครื่องระเหยแบบหมุนเวียนที่ทำงานจากแหล่งพลังงานภายนอกในรูปแบบของสถานีสูบน้ำ มีการทำงานร่วมกันของกลุ่มการหมุนเวียนที่แตกต่างกันกับห้องทำความร้อนและตัวแยก แต่โดยหลักการแล้วระบบหลายองค์ประกอบประเภทนี้ให้ประสิทธิภาพสูงสุดของการดำเนินงานทางเทคโนโลยีทั้งในแง่ของคุณภาพของความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์และการเปลี่ยนแปลงของ กระบวนการระเหย
