Випаровування
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Випаровування

Випаровування, концентрація розчинів (найчастіше твердих речовин у воді) частковим випаром розчинника при кипінні. При цьому підвищуються концентрація, щільність і в'язкість розчину, а також температура його кипіння. При пересиченні розчину розчинена речовина випадає в осад. Температура кипіння розчинів завжди вища за температуру кипіння розчинників; різниця між ними, називається температурною депресією, зростає із збільшенням концентрації розчиненої речовини і зовнішнього тиску.

  Ст виробляється за рахунок тепла, що підводиться ззовні: при температурі нижче 200°c теплоносієм є водяна пара, вище 200°С — висококиплячі рідини (діфенільная суміш, масло) і топкові гази. Обігрів виробляється через стінку апарату, а при сильно агресивних середовищах — барботажем бульбашок газу крізь розчин або розпиляло останнього в струмені газу.

  Ст ведуть при атмосферному, зниженому або підвищеному тиску. В більшості випадків економічно вигідно працювати під тиском вище за 0,1 Мн/м-коду 2 (1 кгс/см 2 ), оскільки в цьому випадку можна використовувати вторинну пару для обігріву інших апаратів. При роботі з термічно нестійкими речовинами користуються вакуумом-випаркою, що дозволяє понизити температуру кипіння розчинів і зменшити поверхню нагріву (унаслідок збільшення різниці температур між нагріваючими агентами і киплячим розчином). Вакуум в апаратах створюється конденсацією вторинної пари і відсмоктуванням вакуумом пароповітряної суміші, що не сконденсувалася.

  Ст використовується в хімічній, харчовій і інших галузях промисловості. Існує більше 80 різновидів випарних апаратів з паровим обігрівом. У малотоннажних виробництвах зазвичай застосовують вертикальні і горизонтальні циліндрові випарні апарати з обігрівом змійовиками або нагрівальними сорочками; у великотоннажних виробництвах — апарати з внутрішніми і виносними нагрівальними камерами ( мал. 1 ), плівкові апарати, в яких струмінь пари захоплює вгору тонку плівку розчину, внаслідок чого створюються сприятливі умови для Ст, і апарати з примусовою циркуляцією ( мал. 2 ). Останні застосовують при необхідності запобігти осадженню солей на поверхні нагріву, а також при упарюванні в'язких розчинів.

  В однокорпусних апаратах витрату гріючої пари складає 1,2—1,25 кг на випар 1 кг води. Значно економніше багатокорпусні випарні установки, з яких найбільш поширені прямоточні ( мал. 3 ); у них слабкий розчин і гріюча пара, рухомі в одному напрямі, послідовно поступають у випарні апарати. У останньому апараті, приєднаному до барометричного конденсатору і вакууму, створюється розрідження, унаслідок чого тиск і температура кипіння розчину поступово знижуються від першого корпусу до останнього; завдяки цьому здійснюється перетікання розчину і його випар при обігріві вторинними парами. У протиточних установках розчин і гріюча пара рухаються назустріч один одному, при паралельному живленні слабкий розчин подається одночасно у всі корпуси.

  На практиці число корпусів рідке буває більше п'яти, оскільки далі корисна різниця температур стає дуже малою. Витрата гріючої пари на випар 1 кг випаровуваної води складає для трьохкорпусної установки 0,4 кг , а для п'ятикорпусної 0,25—0,28 кг . Багатокорпусні випарні установки широко застосовуються в багатотоннажних виробництвах, споживаючих велику кількість гріючої пари (наприклад, виробництво цукру).

  Літ.: Касаткин А. Р., Основні процеси і апарати хімічної технології, 7 видавництво, М., 1961; Гельперін Н. І., Випарні апарати, М. — Л., 1947; Кичигин М. А., Костенко Р. Н., Теплообмінні апарати і випарні установки, М. — Л., 1955; Колач Т. А., Радун Д. Ст, Випарні станції, М., 1963; Лунін О. Р., Теплообмінні апарати харчової промисловості, М., 1967.

  Ст Л. Пебалк.

Мал. 3. Схема прямоточної багатокорпусної випарної установки: 1 — підігрівач; 2 — випарні апарати; 3 — конденсатор; 4 — барометрична труба.

Мал. 1. Випарні апарати: а — з центральною циркуляційною трубою; б — з виносною нагрівальною камерою; 1 — корпус; 2 — нагрівальні трубки; 3 — циркуляційна труба; 4 — сепаратор; 5 — відбійник.

Мал. 2. Випарний апарат з примусовою циркуляцією: 1 — корпус; 2 — циркуляційний насос; 3 — циркуляційна труба; 4 — сепаратор; 5 — відбійник.