Методы очистки вторичного пара

Очистка вторичного пара осуществляется 2 методами: механическим и методом массообмена. Первый метод предусматривает механическое отделение влаги от пара, т.е. осушение пара. Второй метод позволяет снизить солесодержание влаги в паре при сохранении или даже некотором увеличении влажности w пара.

Механический метод – механическая сепарация – использует разность плотностей влаги и пара. В судовых испарителях нашли применение, главным образом, лабиринтные (или щелевые) и жалюзийные сепараторы.

Рисунок 17 - Лабиринтный сепаратор

Сепаратор (рис.17) состоит из ряда концентрически расположенных цилиндров и конусообразного днища. Скорость потока уменьшается от периферии к центру и снизу вверх. Эффективность их недостаточна. Устанавливают в качестве вторых ступеней. Обеспечивают солесодержание дистиллята 8-10 мг/л.

Рисунок 18 - Жалюзийный сепаратор

Жалюзийные сепараторы (рис.18) используют главным образом скорость набегающего пока. Поэтому они наиболее эффективны при установке на высоте 300-400 мм над зеркалом испарения. При правильной установке можно понизить влажность вторичного пара w на 80%. Лучше работают сепараторы с волнообразной формой жалюзи. В них скорость пара увеличивается на 10-12 %.

При вертикальном расположении жалюзи паровая нагрузка может быть увеличена в 4÷5 раз. Жалюзийные сепараторы устанавливают в качестве 1-й ступени сепарации.

Однако и лабиринтные и жалюзийные сепараторы могут задержать только крупнокапельную влагу. При необходимости получить вторичный пар, содержащий не более 1·10^-7 нелетучих примесей прибегают к сепарации, основанной на принципе массообмена.

Сепарация на принципе массообмена использует способность чистой воды растворять и абсорбировать различные примеси из раствора. Наиболее широкое применение получил метод промывки пара в слое дистиллята в устройствах барботажного типа (рис.19).

1 – жалюзийный сепаратор; 2 - дырчатый лист: 3 – сливные трубы

Рисунок 19 – Схема барботажного промывочного устройства

В паровом пространстве устанавливают дырчатый лист 2 с отверстиями Ø 5-6 мм, их общая площадь 5-5,3 % от площади поперечного сечения испарителя.

Вторичный пар барботирует через слой дистиллята и промывается. Расход дистиллята ≈ 10% от производительности ОУ. Для осушения пара служит жалюзийный сепаратор 1.

В ОУ с выносными конденсаторами применяется струйное паропромывочное устройство с механическим сепаратором (рис. 20). Такая схема обеспечивает получение дистиллята с общим солесодержанием 3÷5 мг/л.

1 – сепаратор; 2 - форсунка; 3 - увлажнитель; 4 - отвод сепарата;

5 – патрубок

Рисунок 20 – Схема струйного паропромывочного устройства с механическим сепатором

Состоит из увлажнителя вторичного пара 3 и механического сепаратора 1. Через форсунку 2 постоянно выпрыскивается дистиллят и происходит увлажнение с одновременным понижением солесодержания влаги.

Эффективность работы сепараторов зависит от схемы организации потока пара, отвода конденсата и скорости вторичного пара.

В процессе эксплуатации скорость вторичного пара изменяется с изменением нагрузки испарителя. При определенном значении скорости вторичного пара, которая называется критической, начинается вторичное увлажнение вследствие срыва пленки сепарации и уноса ее.

Величину ее определяют для механических сепараторов:

где А– безразмерный комплекс, постоянный для данного типа сепаратора.

δ – коэффициент поверхностного натяжения.

Для горизонтального жалюзийного А = 0,3÷0,4

для вертикального А = 1,2÷2,0

для лабиринтного – определяют по опытным формулам.

Нагрузка на барботажный сепаратор определяется по величине напорногообъемногопаросодержания:

,

где Н и Н’ – высота парового объема без и с учетом набухания, м.

Под напорным объемным паросодержаниемφпонимают долю горизонтального сечения водяного объема испарителя, занятую паром. Критическомуφ соответствует v_кр вторичного пара.