Laboratoriohaihduttimet

Liuoksen liikkeen mukaan höyrystimessä on:

Tuotteen ominaisuudet

Kierrättävä höyrystin

Tämäntyyppinen höyrystin mahdollistaa liuoksen kiertämisen haihduttimessa. Erilaisten verenkierron syiden vuoksi se voidaan jakaa kahteen luokkaan: luonnollinen verenkierto ja pakkokierto.
1. Keskuskiertoputkihöyrystin, joka tunnetaan myös nimellä vakiohöyrystin. Sen lämmityskammio koostuu pystysuorista putkikimpuista, joiden keskellä on halkaisijaltaan suuri keskuskiertoputki, ja muita halkaisijaltaan pienempiä lämmitysputkia kutsutaan keittoputkiksi. Keskikiertoputken suuremman koon vuoksi liuosyksikkötilavuuden varaama lämmönsiirtopinta on pienempi kuin kiehumisputken liuostilavuuden yksikkötilavuus. Tämä tarkoittaa, että liuoksen kuumennusaste keskuskiertoputkessa ja muissa lämmitysputkissa on erilainen, mikä johtaa pienempään höyry-nesteseoksen tiheyteen kiehumisputkessa kuin keskuskiertoputkessa. Lisäksi nousevan höyryn ylöspäin suuntautuva imuvaikutus saa haihduttimessa olevan liuoksen muodostamaan kiertovirtauksen keskuskiertoputkesta laskeutuen kiehuvaan putkeen nousevaan. Tällainen kierto johtuu pääasiassa liuoksen tiheyserosta, joten sitä kutsutaan luonnolliseksi kierroksi. Tämä vaikutus on hyödyllinen parantamaan lämmönsiirtotehokkuutta höyrystimen sisällä.
Liuoksen hyvän kierrätyksen varmistamiseksi keskuskiertoputken poikki-poikkipinta-ala on yleensä 40-100 % muiden lämmitysputkien kokonaispoikkipinta-alasta. Lämmitysputken korkeus on yleensä 1-2m; Lämmitysputken halkaisija on 25-75 mm. Tämän tyyppistä höyrystintä käytetään laajalti sen kompaktin rakenteen, helpon valmistuksen, hyvän lämmönsiirron ja luotettavan toiminnan ansiosta. Rakenteellisista rajoituksista johtuen pyöräilynopeus ei kuitenkaan ole suuri. Kierrättämällä liuosta jatkuvasti kuumennuskammiossa sen pitoisuus lähestyy aina koko liuoksen pitoisuutta, mikä johtaa liuoksen korkeaan kiehumispisteeseen ja tehollisen lämpötilaeron pienenemiseen. Tämä on kiertohöyrystimien yleinen haittapuoli. Lisäksi laitteiden puhdistus ja huolto eivät ole riittävän käteviä, joten tämän höyrystimen on vaikea täyttää täysin tuotantovaatimuksia.

2. Kiertohaihduttimessa olevan haihdutusnesteen helpon kiteytymisen, hilseilyn ja vaikean puhdistuksen haittojen voittamiseksi on tehty järkevämpi parannus vakiohöyrystimen, joka on ripustuskorihöyrystin, rakenteeseen. Kuumennuskammio 4 on kuin kori, joka on ripustettu höyrystimen vaipan alaosaan ja korvattu keskuskiertoputkella, jossa on rengasmainen kanava kuumennuskammion ulkoseinän ja höyrystimen sisäseinän välissä. Liuos nousee lämmitysputken keskustaa pitkin ja virtaa sitten alaspäin ripustetun korin kuumennuskammion ulkoseinän ja höyrystimen sisäseinän välistä rengasmaista rakoa pitkin muodostaen kierron. Koska rengasmainen rakopinta-ala on noin 100-150 % lämmitysputken kokonaispoikki-poikkipinta-alasta, liuoksen kiertonopeus on suurempi kuin tavallisessa höyrystimessä, ja se on jopa 1,5 m/s. Lisäksi tämän höyrystimen lämmityskammio voidaan irrottaa ylhäältä huoltoa tai vaihtoa varten, ja lämpöhäviö on myös suhteellisen pieni. Sen suurin haittapuoli on monimutkainen rakenne ja korkea metallinkulutus lämmönsiirtopinta-alayksikköä kohti.

3. Edellä mainitun luonnollisen kiertohaihduttimen kiertonopeus ei ole riittävän suuri, yleensä alle 1,5 m/s. Tehdä haihduttimesta sopivampi haihduttamaan liuoksia, joilla on korkea viskositeetti, helppo kiteytys tai voimakas hilseily, ja lisätä liuoksen kiertonopeutta käyttöjakson pidentämiseksi ja puhdistuskertojen vähentämiseksi.
Sen rakenteellinen piirre on kiehumiskammion lisääminen lämmityskammion päälle. Kuumennuskammiossa oleva liuos ei kiehu kuumennusputkessa kiehumiskammiossa olevan nestepatsaan lisäämän staattisen paineen vuoksi. Se voi alkaa kiehua vasta kun se nousee kiehumiskammioon ja paine laskee. Siksi liuoksen kiehuminen ja höyrystyminen siirtyvät kuumennuskammiosta kiehumiskammioon ilman lämmönsiirtopintaa, jolloin vältetään kiteiden tai lian muodostuminen lämmitysputkeen. Lisäksi tämän höyrystimen kiertoputken poikki-pinta-ala on noin 2-3 kertaa lämmitysputken kokonaispoikkipinta-ala ja liuoksen kiertonopeus voi olla 2,5-3 m/s tai enemmän, joten kokonaislämmönsiirtokerroin on myös suhteellisen korkea. Tämän haihduttimen suurin haittapuoli on nestepatsaan staattisen painekorkeuden aiheuttama suuri lämpötilaeron häviö (katso lisätietoja kohdasta 6.3.1). Tietyn tehokkaan lämpötilaeron ylläpitämiseksi tarvitaan korkea paine höyryn lämmittämiseen. Lisäksi laitteet ovat suuria, kuluttavat paljon materiaaleja ja vaativat korkeita tehtaita. Pakkokiertohaihdutinta käytetään yllä mainitun luonnollisen kiertohaihduttimen lisäksi korkeaviskositeettisten, helposti kiteytyvien ja hilseilevien materiaalien haihduttamiseen. Tässä haihduttimessa liuoksen kierto perustuu pääosin ulkoiseen tehoon, joka pumpun avulla pakotetaan virtaamaan tiettyyn suuntaan kierron aikaansaamiseksi. Kiertonopeuden kokoa voidaan säätää säätämällä pumpun virtausnopeutta, yleensä yli 2,5 m/s. Pakkokiertohöyrystimen lämmönsiirtokerroin on myös korkeampi kuin yleisen luonnollisen kierron. Mutta sen ilmeinen haittapuoli on korkea energiankulutus, joka vaatii noin 0,4-0,8 kW lämmitysalueen neliömetriä kohti.

Yksisuuntainen{0}}haihdutin

Tämän tyyppisen pääominaisuusLaboratoriohaihduttimeton, että liuos kulkee lämmityskammion läpi vain kerran höyrystimessä ja poistuu väkevöitynä nesteenä ilman kiertovirtausta. Kun liuos kulkee kuumennuskammion läpi, se virtaa kalvon muodossa putken seinämään, joten se tunnetaan yleisesti nestekalvohaihduttimena. Höyrystimessä olevien materiaalien eri virtaussuuntien mukaan yksikierroshaihduttimet jaetaan seuraaviin tyyppeihin.
1. Nousevan kalvohaihduttimen lämmityskammio koostuu useista pystysuuntaisista pitkistä putkista. Yleisesti käytetty lämmitysputken halkaisija on 25-50 mm, ja putken pituuden suhde putken halkaisijaan on noin 100-150. Esilämmityksen jälkeen neste johdetaan höyrystimen pohjalta ja kuumennetaan lämmitysputkessa kiehuen ja höyrystyen nopeasti. Syntynyt höyry nousee suurella nopeudella lämmitysputkessa. Sopiva ulostulon höyryn nopeus normaalipainekäyttöön on 20-50m/s, ja alennetussa paineessa höyryn nopeus voi olla 100-160m/s tai jopa korkeampi. Liuosta ohjaa nouseva höyry, joka nousee kalvona putken seinämää pitkin ja jatkaa haihtumista. Höyryn ja nesteen seos erotetaan erottimessa 2 ja koko neste poistetaan erottimen pohjalta, kun taas toisiohöyry poistetaan ylhäältä. On huomattava, että jos nesteestä haihtuvan veden määrä ei ole suuri, vaaditun höyryn nopeuden saavuttaminen on vaikeaa, eli nouseva kalvohaihdutin ei sovellu konsentroitujen liuosten haihduttamiseen; Se ei myöskään sovellu materiaaleille, joilla on korkea viskositeetti, helppo kiteytyä tai hilseilevä.

2. Ero putoavan kalvohaihduttimen ja nousevan kalvohaihduttimen välillä on se, että syöttöneste lisätään höyrystimen yläosasta, ja painovoiman vaikutuksesta se muodostaa putken seinämää pitkin laskeutuvan kalvon ja haihtuu ja paksuuntuu tämän prosessin aikana, jolloin pohjaan tulee tiivistettyä nestettä. Nousevan kalvohöyrystimen erilaisen kalvon-muodostusmekanismin ansiosta putoavan kalvon höyrystin voi haihduttaa materiaaleja, joiden pitoisuus, viskositeetti (kuten välillä 0,05–0,45 Ns/m2) ja lämpöherkkyys on korkeampi. Putken sisällä olevan nestekalvon epätasaisen jakautumisen ja nousevaan kalvohaihduttimeen verrattuna pienemmän lämmönsiirtokertoimen vuoksi se ei kuitenkaan sovellu materiaaleille, jotka ovat alttiita kiteytymiselle tai hilseilylle.
Liuoksen kalvomaisen virtauksen ansiosta yksisuuntaisessa -haihduttimessa konvektiivinen lämmönsiirtokerroin paranee huomattavasti, jolloin liuos saavuttaa vaaditun pitoisuuden yhdellä läpikäynnillä kuumennuskammion läpi ilman lisäkiertoa. Siksi sillä on suurempia etuja kuin kiertohaihduttimella. Liuoksen kierrättämättä jättämisen etuja ovat: (1) liuoksen viipymäaika höyrystimessä on hyvin lyhyt, mikä tekee siitä erityisen sopivan lämpöherkkien materiaalien haihduttamiseen; (2) Koko liuoksen pitoisuus ei aina ole lähellä valmiin nesteen pitoisuutta kuten kiertotyypissä, joten tämän höyrystimen tehollinen lämpötilaero on suhteellisen suuri. Sen suurin haitta on, että se on melko herkkä syöttökuorman vaihteluille, ja kun rakenne tai toiminta ei sovi, kalvon muodostaminen ei ole helppoa. Tällä hetkellä konvektiivinen lämmönsiirtokerroin pienenee merkittävästi.

3. Kaavinhöyrystimessä on höyrystimen vaipan sisällä lämpöhöyryvaippa, joka on varustettu pyörivillä teriillä tai kaavin. Kaavinta on kahta tyyppiä: kiinteä tyyppi ja roottorityyppi. Ensimmäisen ja vaipan sisäseinän välinen rako on 0,5-1,5 mm, kun taas jälkimmäisen ja seinän välinen rako vaihtelee roottorin kierrosten lukumäärän mukaan. Neste lisätään tangentin suunnassa höyrystimen yläosasta (lisätään myös materiaalialustalle koaksiaalisesti kaavin kanssa). Painovoiman, keskipakovoiman ja pyörivän kaavin toiminnan ansiosta liuos muodostaa alaspäin pyörivän kalvon laitteen sisäseinään, ja se haihtuu ja konsentroituu tämän prosessin aikana, jolloin nesteen poisto pohjassa on loppuun. Tämäntyyppinen höyrystin on yksisuuntainen höyrystin, joka käyttää ulkoista tehoa kalvon muodostamiseen. Sen erinomainen etu on sen vahva sopeutuvuus materiaaleihin ja lyhyt viipymisaika, yleensä muutama sekunti tai kymmeniä sekunteja, mikä tekee siitä sopivan korkean viskositeetin (kuten tanniiniuute, hunaja jne.) ja materiaalien kanssa, jotka ovat alttiita kiteytymiselle, hilseilylle ja lämpöherkkyydelle. Mutta sen rakenne on monimutkainen ja kuluttaa paljon tehoa, mikä vaatii noin 1,5-3 kW neliömetriä kohden lämmönsiirtopinta. Lisäksi sen käsittelykapasiteetti on hyvin pieni ja valmistus- ja asennusvaatimukset ovat korkeat.

Höyrystin suoralla kosketuksella lämmönsiirrolla

Varsinaisessa tuotannossa,LaboratoriohaihduttimetJoskus käytetään suoran kosketuksen lämmönsiirtoa. Se sekoittaa polttoainetta (yleensä kaasua ja öljyä) ilmaan ja polttaa sen liuokseen upotetussa palotilassa, jolloin muodostuu korkean lämpötilan -liekkejä ja savua, jotka suihkutetaan suoraan haihdutettuun liuokseen palotilan pohjassa olevien suuttimien kautta. Korkean lämpötilan kaasu ja liuos joutuvat suoraan kosketukseen, kun taas lämmönsiirto tapahtuu haihduttamaan ja höyrystämään vettä. Syntynyt vesihöyry ja pakokaasu poistetaan yhdessä höyrystimen yläosasta. Sen polttokammion upotussyvyys liuokseen on yleensä 0,2-0,6 m ja polttokammiosta poistuvan kaasun lämpötila voi nousta yli 1000 asteeseen. Suoran kosketuksen lämmönsiirron ansiosta sen lämmönsiirtovaikutus on erittäin hyvä ja lämmönkäyttöaste korkea. Kiinteän lämmönsiirtoseinän puuttumisen vuoksi rakenne on yksinkertainen ja sopii erityisen hyvin kiteytymiselle, hilseilylle ja korroosiolle alttiiden materiaalien haihduttamiseen. Sitä on käytetty laajalti jätehapon käsittelyssä ja ammoniumsulfaattiliuoksen haihduttamisessa. Mutta jos haihdutettua nestettä ei saa saastuttaa savu, tämäntyyppinen höyrystin ei yleensä sovellu. Ja suuren savumäärän vuoksi toissijaisen höyryn käyttö on rajoitettua. Lisäksi suutin on alttiimpi vaurioille johtuen upottamisesta korkean lämpötilan nesteeseen. Yllä olevasta johdannosta voidaan nähdä, että höyrystimiä on monia rakenteellisia tyyppejä, joista jokaisella on omat etunsa, haittansa ja soveltuvat tilanteensa. Valittaessa on ensin otettava huomioon, pystyykö se mukautumaan haihdutetun materiaalin prosessiominaisuuksiin, mukaan lukien sen viskositeetti, lämpöherkkyys, syövyttävyys ja onko se altis kiteytymiselle tai hilseilylle. Sitten vaaditaan yksinkertainen rakenne, helppo valmistus, alhainen metallin kulutus, kätevä huolto, hyvä lämmönsiirtovaikutus ja niin edelleen.