Устройство выпарных аппаратов

Наибольшее распространение получили выпарные аппараты с паровым обогревом, имеющие поверхность теплообмена, выполненную из труб. Выпарные аппараты с паровым обогревом состоят из двух основных частей:

а) кипятильник (греющая камера), в котором расположена поверхность теплообмена и происходит выпаривание раствора;

б) сепаратор – пространство, в котором вторичный пар отделяется от раствора.

Необходимость в сепараторе составляет основное конструктивное отличие выпарных аппаратов от теплообменников. В зависимости от характера движения кипящей жидкости в выпарном аппарате различают:

1. Выпарные аппараты со свободной циркуляцией;

2. Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией;

3. Выпарные аппараты с естественной циркуляцией;

4. Плёночные выпарные аппараты.

2. Устройство и принцип действия выпарных аппаратов с вынесенной нагревательной камерой.

Выпариваемый раствор, поднимаясь по трубкам, нагревается и по мере подъема вскипает. Образовавшаяся парожидкостная смесь направляется в сепаратор, где происходит разделение жидкой и паровой фаз. Вторичный пар, пройдя сепаратор и брызгоуловитель, освобождается от капель, а раствор возвращается по циркуляционной трубе в греющую камеру.

Высота трубок в таких аппаратах составляет 5 … 7 м. Сечение циркуляционной трубы равно или больше площади поперечного сечения всех кипятильных трубок. В результате значительной скорости циркуляционного раствора повышается коэффициент теплоотдачи и уменьшается опасность отложения пристенных осадков. Чистка и замена трубок выпарных аппаратов с выносной греющей камерой достаточно удобны.

Так же в промышленности применяют выпарные аппараты:

¾ С поднимающейся плёнкой;

¾ С падающей плёнкой;

¾ роторный прямоточный аппарат;

¾ барботажный выпарной аппарат;

¾ С погружными горелками.

3. Физико-химическая характеристика продуктов заданного процесса

Гидроокись натрия (едкий натр) NaOH – бесцветные кристаллы. Плотность 2,13 кг/м³, температура кипения 1378⁰С, температура плавления 320⁰С. Теплота образования H = ккал/моль. Давление пара 0,1 мм. рт. ст.). Теплоёмкость 19,2 кал/моль·град. Технический продукт - белая твёрдая непрозрачная масса. С водой реакция экзотермическая, т.е. с выделением тепла.

Едкий натр растворим в метиловом и этиловом спиртах, практически нерастворим в жидком аммиаке и большинстве органических растворителей. Расплавленная гидроокись натрия растворяет металлический натрий и гидрид натрия. Разрушает кожу и бумагу, а так же другие материалы органического происхождения. На кожу и слизистые оболочки действует прижигающее. Особенно опасно попадание даже малейших её количеств в глаза. Все работы с едким натрием должны проводиться в резиновых перчатках и очках.

Гидроокись натрия получают электрохимическим и химическим методами. Электрохимическое получение основано на электролизе растворов NaCI; одновременно получается хлор. В промышленности для получения щёлочи и хлора применяют два типа ванн: с твёрдыми электродами и прочным электролитом, движущимися от анода к катоду, и с ртутным катодом. Электролиз ведут при 60-90⁰С.

Химический способ получения едкого натра основан на взаимодействии горячего раствора карбоната натрия с известью, в результате которого образуются 10-12%-ные растворы NaOH.

Гидроокись натрия является одним из основных продуктов химической промышленности и широко применяется как в самой химической промышленности, так и во многих других производствах.

Вода H₂O- главное и наиболее распространённое химическое соединение на нашей планете - обязательный компонент всех живых организмов (составляющий до 99% их массы), главный компонент среды их пребывания, а также большинства продуктов питания.

Наибольшие запасы содержатся в гидросфере – 96% в мировом океане, остальные запасы воды - это реки, озёра, ледники, подземные и почвенные воды; 3% воды – пресные. Воды является наиболее изученным соединением; её свойства использованы при определении единиц измерения физических величин (плотность, температура, теплота, теплоёмкость).

Является хорошим сильнополярным растворителем. В природных

условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы).

Вода – единственное химическое соединение, которое в природе может находиться в жидком, твёрдом и газообразном состояниях одновременно. Чистая вода – прозрачная, бесцветная жидкость без запаха и вкуса. Многие её физические свойства и их изменения имеют аномальный характер.

Вода обладает рядом необычных особенностей:

– При таянии льда его плотность увеличивается (с 0,9 до 1 г/см³), когда почти у всех остальных веществ при плавлении плотность уменьшается.

– Высокая теплоёмкость жидкой воды.

– Высокое поверхностное натяжение.

Температура замерзания – 0; температура кипения – 100; удельная теплота парообразования 2250 КДж/кг.

4. Литература

1. «Основные процессы и аппараты химической технологии» - А.Г.Касаткин…

2. http://bibliofond.ru/view.aspx?id=468821