Испарительная установка. 
Испарительная установка

Испарительная установка

Часто при производстве различных пищевых продуктов требуется водяной пар, который не содержит вредных примесей. На предприятиях пищевой промышленности, имеющих собственные паровые котельные, задача пароснабжения решается путем использования систем водоподготовки, в которых не используются недопустимые для пищевых продуктов химические добавки, например, такие, как гидразин-гидрат. На предприятиях пищевой промышленности, пароснабжение которых осуществляется от ТЭЦ или паровых котельных, где в системах водоподготовки применяются вредные для организма человека химические вещества, чистый пар можно получать в выпарных установках. В таких установках греющим паром является «грязный» пар от ТЭЦ или паровой котельной. Чистый пар получается путем нагрева и испарения «грязным» паром водопроводной воды в кожухотрубчатом испарителе.

Конструкция испарителя разборная и позволяет легко вынимать трубный пучок для его периодической чистки от отложений и для ремонтов.

Испаритель оснащен высокоэффективными сепарационными устройствами: дырчатым листом, расположенным над уровнем кипящей жидкости, и сепаратором жалюзийного типа, смонтированным внутри корпуса на выходе потока чистого пара из испарителя.

Для более полного использования тепла греющего пара, его конденсат, имеющий высокую температуру, нагревает водопроводную воду перед ее поступлением в испаритель в водо-водяном кожухотрубчатом теплообменнике.

На приведенном рисунке изображена принципиальная схема выпарной установки с указанием мест установки запорно-регулирующих органов.

Принцип работы установки.

Установка с параллельным питанием корпусов химически очищенной водой. испаритель водоподготовка гидрат Первичный пар из котельной поступает в межтрубное пространство греющей камеры 1-й колонны (поз.1). В трубном пространстве происходит кипение питающей воды. Образовавшийся вторичный пар идет на обогрев греющей камеры 2-й выпарной колонны (поз. 2), а конденсат первичного пара из 1-й выпарной колонны сливается в линию конденсата.

Вторичный пар из первой колонны поступает в межтрубное пространство греющей камеры второй колонны (поз. 2). В трубное пространство греющей камеры второй колонны подается питающая вода. Конденсат из греющей камеры 2-й выпарной колонны поступает в горизонтальный двухходовой теплообменник (поз. 4) для охлаждения, а затем в сборник дистиллированной горячей воды (поз. 8).

Вторичный пар из второй колонны обогревает греющую камеру 3-й выпарной колонны (поз. 3). В трубное пространство греющей камеры второй колонны подается питающая вода. Образовавшийся пар поступает в вертикальный двухходовой теплообменник-конденсатор (поз. 6), где конденсируется и поступает в сборник очищенной горячей воды (поз. 8).

После теплообменника-конденсатора 6 дистиллят может поступать и в вертикальный теплообменник (поз.7) для охлаждения до температуры 20 — 25оС, а затем поступает в сборник холодной очищенной воды (поз. 9, на схеме не показан). Конденсат из 3-й выпарной колонны поступает во второй горизонтальный двухходовой теплообменник (поз. 5) для охлаждения, а затем в сборник очищенной воды (поз. 8).

Дистилляция. В процессе дистилляции вода переводится в пар и обратно в жидкую фазу, при этом происходит отделение примесей. Дистилляция является наиболее эффективным методом очистки воды для разных целей. В качестве оборудования на этой стадии используются одноили многокорпусные дистилляторы. Наиболее эффективны многокорпусные установки. В них вода последовательно перегоняется через несколько колонн (обычно от 3-х до 8-ми). Исходная вода проходит в противотоке с конденсатом и поэтапно нагревается на каждой ступени. Одновременно с этим охлаждается и конденсируется дистиллят, что приводит к значительной экономии энергии.

Дистилляционная установка должна согласовываться с резервуаром для хранения воды, т. е. включаться и выключаться в зависимости от уровня в резервуаре. Должен осуществляться непрерывный автоматический контроль качества дистиллята по удельной электрической проводимости. При неудовлетворительном качестве дистиллят должен быть возвращен на повторную обработку. В случае устойчивого неудовлетворительного качества дистиллята необходимо остановить систему и провести санацию. Возобновление наполнения резервуара возможно только при уверенности в удовлетворительном качестве дистиллята.

Существует три типа процессов дистилляции.

• — одноколоночная;
• — термокомпрессионная;
• — многоколоночная.

Одноколоночная дистилляция применяется давно и широко. Ее существенным недостатком является высокое энергопотребление, несмотря на простую конструкцию и невысокую цену установок дистилляции. На нагрев воды от 15? С до 100? С требуется 85 ккал/кг или 356 кДж/кг. На превращение воды в пар при 100? С требуется 539 ккал/кг или 2258 кДж/кг. Таким образом, па испарение воды требуется в шесть раз больше энергии, чем на ее нагрев до 100? С.

Суть термокомпрессионной дистилляции состоит в следующем. Принудительное сжатие пара компрессором приводит к росту давления пара и его температуры. Повышенное теплосодержание (энтальпия) пара используется для нагрева и превращения исходной воды в пар. Недостатками этого метода являются возможность попадания в чистую воду посторонних частиц, высокий уровень шума и необходимость в постоянном техническом обслуживании.

Наилучшим сочетанием различных свойств обладает многоколо­ночная дистилляция, при которой энергия нагретой воды использу­ется наиболее полно и эффективно.

Еще один вариант исполнения термокомпрессионной установки.

Одноколоночная дистилляция.

Многоколоночная дистилляция.