|
|
|
Evaporarea - Metode de evaporare
Notiuni generale. Procesul de evaporare se foloseste in tehnica pentru concentrarea solutiilor de substante solide nevolatile in dizolvanti lichizi volatili. Acest process consta in faptul ca prin incalzire, iar uneori si prin scaderea presiuni, o parte din dizolvant trece in stare de vapori de vapori si sub aceasta forma se indeparteaza din amestecul lichid.
Procesul de evaporare se aplica mult atat pentru separarea partiala(concentrare) a solutiilor, cat si pentru separarea totala a substantelor solide din solutii;in ultimul caz, evaporarea este urmata de cristalizare.
Trecerea substantei din stare lichida in stare de vapori are loc la orice temperatura a lichidului, prin evaporare si prin fierbere.
Prin fierbere se intelege trecerea lichidului in stare de vapori la o temperatura la care temperature de vapori a lichidului este egala cu presiunea spatiului inconjurator, iar prin evaporare, trecerea lichidului in stare de vapori la temperaturi la care presiunea de vapori a lichidului este mai joasa decat presiunea spatiului inconjurator.
Conform teoriei cinetice moleculare, mecanismul procesului de evaporare consta in urmatoarele . Moleculele de lichid care se gasesc in apropierea suprafetei de incalzire si care la un moment dat au o viteza mare, trec in spatiul de deasupra lichidului, scapand de atractia celorlalte molecule, si devin libere. Fiecare molecula care se evapora invinge, fortele de coeziune ale lichidului si de rezistenta a prsiuni externe prin consumarea unei cantitati corespunzatoare de energie ternica primita din afara.
Cantitatea de caldura consumata la o temperatura data pentru evapoararea unei unitati de greutate de lichid se numeste caldura latenta de vaporizare. Cu cresterea temperaturii, caldura latenta de vaporizare se micsoreaza si la temperatura critica devine egala cu zero.
Foarte raspindit este procesul de evaporare de la suprafata unui lichid imobil in atmosfera linistita.
Acest fel de evaporare are loc la pastrarea lichidelor in rezervoare deschise in bazine de apa etc, metode de determinare a cantitatii de lichid evaporata in unitatea de timp de pe unitatea de suprafata a lichidului imobil a fost studiata anterior (2-180).
Evapoaraea lichidelor la temperaturi mai joase decit temperatura de fierbere se foloseste rar in practica . La aceasta metoda se recurge numai in acele cazuri in care la fierberea lichidului pot sa apara procese secundare nedorite, care influenteaza negativ propietatile solutiei supuse evaporarii .
Lichidele se evapora . de obicei, prin incalzirea lor pina la temperatura de fierbere si indepartarea vaporilor in atmosfera sau condensarea vaporilor in condesatoare racitoare.
Incalzirea lichidului pentru evapoarare se poate efectua cu ajutorul oricarui purtator de caldura, dar in majoritatea cazurilor se folosesc vaporii de apa . De obicei, se evapora diferite solutii apoase, eliminand apa continuta in ele sub forma de vapori . Vaporii care se formeaza prin evaporarea solutiei se numesc vpori secundari .
La evaporarea solutiilor neapoase, aburul secundar poate fi orice dizolvant in care a fost dizolvata substanta solida de separat.
Evaporarea are loc la presiune atmosferica, sub vid si la presiunea mai mare decit cea atmosferica . Pentru evaporarea la presiune atmosferica, se folosesc aparatate deschise, iar pentru evaporare la presiuni diferite de cea atmosferica se utilizeaza aparate inchise.
Caldura consumata la evaporare poate sa fie utilizata o data sau de mai multe ori . In primul caz, solutia se evapora intr-un singur aparat si instalatia se numeste cu un singur corp, iar procesul de evaporare se numeste evaporare simpla in acest caz, aburul secundar nu se foloseste . In al doilea caz caldura aburului secundar format se intrebuinteaza pentru incalzire in alte aparate de evaporare ale aceleiasi instalatii. IN acest caz, instalatiile in care are loc evaporarea se numesc cu mai multe corpuri, iar procesul de evaporare se numeste evaporare cu mai multe corpuri (cu efect multiplu).
Caldura aburului secundar poate sa fie folosita de mai multe ori si in instalatile cu un singur corp, prin intrebuintarea pompei de caldura . In afara de aceasta, caldura aburului secundar se foloseste deseori in diferite instalatii de incalzire, care nu au nici o legatura cu instalatia de evaporare. Aburul secundar luat de la instalatia de evaporare pentru incalzire in afara aceste instalatii se numeste extra-abur (de priza).
Evaporarea simpla . Cel mai simplu procedeu pentru eliminarea din solutii a unor cantitati relativ mici de dizolvanti este evaporarea in aparate deschise, care deobicei sint sub forma de oale . Evaporarea are loc la presiunea atmosferica iar vapori formati din lichid se elimina in atmosfera. In majoritatea cazurilor, aparatul se incalzeste cu gaze de ardere sau cu vapori de apa prin mantale sau prin serpentine.
Cele mai raspandite aparate de evaporare sint aparatele inchise, care, pe linga imbunatatirea conditiilor sanitare de lucru, ofera posibilitatea utilizarii caldurii aburului secundar . Constructia unor asemenea aparate este descrisa in cele ce urmeaza .
Cantitatea de apa evaporate din solutie intr-un aparat de evaporare cu un corp se determina din ecuatia bilantului de materiale.
Se noteaza cu:
S-cantitatea de solutie intrata la evaporare, in kgf ;rezulta, consumul specific de abur:
D/W=Is-t1/i-0=639, 4-100/651, 6-132, 9=1, 04kgf/kgf
Prin urmare, teoretic, la evaporarea a 1 kgf apa se consuma aproximativ 1 kgf abur de incalzire . Practic (luindu-se in considerare pierderile de caldura)la evaporarea a 1kgf apa in cazul evaporarii la presiunea atmosferica se consuma la aproximativ 1, 1kgf abur de incalzire .
Cantitatea de caldura, care trece prin suprafata de incalzire a aparatului de evaporare se determina dupa ecuatia :
Q=(I-0)D
Cunoscand aceasta cantitate de caldura, se poate calcula suprafata de incalzire a aparatului de evaporare in mod asemanator cu calculele efectuate la schimbatoarele de caldura obisnuite .
Uneori, evaporarea are loc la presiune ;aburul secundar care se formeaza se poate folosi in doferite instalati de incalzire, in care caz presiunea in evaporator trebuie sa corespunda presiunii purtatorului de caldura in instalatile care folosesc caldura aburului secundar .
In multe cazuri, pentru micsorarea temperaturii de fierbere a solutiilor, evaporarea se efectueaza sub vid. La evaporarea sub vid nu este indicat sa se aspire cu ajutorul pompei de vid, tot aburul secundar din aparat, deoarece sar consuma multa energie . De obicei, procesul se conduce dupa schema din fig. 285. Aburul secundar intra in condensatorul de amestec sau in condesatorul de suprafata . In condensator se mentine o presiune corespunzatoare temperatiri de condensare . Deoarece aburul care se condenseaza contine totdeauna o oarecare de aer si de alte gaze care nu se condenseaza, acestea se indeparteaza din condensatori cu ajutorul pompei de vid.
In comparatie cu evaporarea la presiunea atmosferica, evaporarea solutiilor sub vid prezinta o serie de avantaje, desi consumul de aburi de incalzire pentru 1 kgf de lichid care se evapora sub vid este putin mai mare decat la evaporarea la presiunea atmosferica.
Cresterea consumului specific de abur in cazul vidului se explica prin faptul ca pe masura ce temperatura de evaporare scade, caldura latenta de vaporizare creste .
Pentru determinarea consumului teoretic de abur la evaporarea in vid se da un exemplu concret .
Se presupune ca incalzirea se efectueaza cu vapori de apa avind temperature de apa 132, 9 C si entalpina i=651, 6kal/kgf si ca in conditiile vidului realizat nevaporator solutia fierbe la temperature de 60 C. Din marimile initiale:
T1=60C, is=622, 5kcal/kgf; 0=132, 9C
Se gaseste consumul specific de abur:
D/W=is-t1/i-0=622, 5-60/651, 6-132, 9=1, 09kgf/kgf
Adica mai mare decat la presiunea atmosferica (v. p. 471).
Evaporarea in vid are urmatoarele avantaje:
Toate lichidele fierb in vid la temperaturi mai joase decit la presiunea atmosferica . Aceasta creaza posibilitatea sa se micsoreze suprafata de schimb de caldura in evaporatorul cu vid, deoarece la temperature de fierbere mai joasa se realizeaza o diferenta de temperatura mult mai mare intre aburul de incalzire si solutia in fierbere. La evaporarea in vid se poate folosi aburi de joasa presiune, cea ce este foarte important in cazul in care se dispune de abur mort(utilizat). Evaporarea in vid permite sa se concentreze solutii care fierb la temperaturi inalte ; fierberea acestor solutii la presiunea atmosferica poate sa dea nastere uneori la procese secundare nedorite (oxidare, rezinficare) si incalzirea trebuie sa se efectueze cu purtatori de caldura pentru temperaturi inalte.
Datorita scaderii temperaturii de fierbere a solutiilor, pierderile de caldura in mediul inconjurator si prin urmare si consumul de abur de incalzire necesar compensarii acestor pierderi, vor fi in evaporatoarele cu vid, mai mici decit in aparatele de evaporare care functioneaza la presiune atmosferica .
Evaporarea cu efect multiplu . In unele industrii chimice se evapora cantitati mari de apa, ceea ce duce la un consum mare de abur de incalzire . S-a aratat ca pentru evaporarea la presinuea atmosferica sau in vid, la 1kgf apa eliminata din solutie se consuma cel putin 1kgf abur de incalzire, si sub acest raport, evaporarea in vid nu prezinta nici un avantaj fata de evaporarea la presiunea atmosferica .
Totusi, folosirea evaporarii in vid a permis realizarea asa numitei evaporari cu efect multiplu in care se micsoreaza simtitor consumul de abur de incalzire necesar indepartari a1 kgf apa . Principiul evaporari cu efect multiplu consta in urmatoarele. Vaporii care se degaja la fierberea lichidului, intr-un evaporator incalzit cu abur proaspat se folosesc pentru incalzirea si pentru evaporarea solutiei in alt aparat, in care, datorita presiuni joase, solutia fierbe la o temperatura mai joasa decat in primul evaporator la functionarea simultanta a doua aparate aburul proaspat, introdus numai in camera de incalzire a primului evaporator da posibilitatea sa se evapore o cantitate aproximativ dubla de apa, adica consumul de abur pe unitatea de apa evaporata scade de doua ori in comparatie cu vaporarea intr-un singur aparat. In loc de doua aparate se pot lua trei patru si mai multe si atunci consumul teoretic de abur de incalzire va scadea de trei patru si mai multe ori, adica consumul de abur se va micsora proportional cu cresterea numarului de aparate care functioneaza simultan.
In instalatii cu mai multe evaporatoare cu utilizarea multipla a aburului de incalzire (cu mai multe corpuri), fiecare aparat(corp)al instalatiei are numarul sau de ordine . Primul corp se numeste aparatul in care lichidul fierbe la temperatura cea mai inalta, adica acea in care se introduce abur de incalzire proaspat . Instalatiile moderne de evaporare cu mai multe corpuri, folosite pentru evaporarea unor cantitati mari de lichid, constau din cateva corpuri (in cazul dat trei )fiecare din corpuri se prezinta ca un aparat cilindric inchis, format din incalzirea 12, spatiul de vapori 13 si separatorul de incalzire 14 .
Solutia destinata evaporarii se introduce in aparat prin stutul 15. Aburul se introduce in camera de incalzire prin stutul 16.
Aici aburul condensindu-se cedeaza prin pereti tevilor caldura sa latenta solutiei care circula prin tevi in acest fel, solutia fierbe si formeaza aburul secundar cu o presiune mai joasa decit aburul de incalzire (primar)Condensatul, obtinut prin condensarea aburului primar, impreuna cu aburul partial necondensat in camera de incalzire trece in oala de condensare 17, de unde se indeparteaza prin colectorul de condensat sau la canal . Solutia evaporata partial in primul corp se dirijeaza prin stutul 18, pentru continuarea concentrari in al doilea corp. Din spatiul de vapori al primului corp , aburul secundar trece prin separatorul de picaturi in camera de incalzire al corpului al doilea unde constituie aburul primar de incalzire ;acest evaporator datorita caldurii latente a aburului se formeaza o oarecare cantitate de abur secundar, cu o presiune si mai joasa . Condensatul trece din camera de incalzire in oala de condensare a corpului al doilea, iar aburul secundar trece din spatiul de vapori al acestui corp, in camera de incalzire al corpului al treilea etc. Numarul corpurilor ajunge uneori pina la zece sau mai mult;cele mai raspindite sint insa instalatiile cu treoi sau cu patru corpuri.
Aburul secundar din ultimul corp, ca si in aparatele de evaporare sub vid cu un singur corp, trece in condensator, in care se condenseaza cu ajutorul apei reci.
Conditia necesara pentru transmiterea calduri in fiecare corp este o oarecare diferenta intre temperatura aburului de incalzire si temperatura de fierbere a solutiei sau, ceea ce este acelasi lucru, intre diferenta presiuni aburului primar si secundar in corpuri . Presiunea aburului secundar in fiecare corp trebuie sa fie mai mare decat presiune aburului secundar in corpul urmator .
De aceea, presiunea intr-o instalatie cu mai multe corpuri se micsoreaza de la primul la ultimul : de obicei, primul corp lucreaza la o oarecare presiune, iar ultimul in vid .
Camerele de incalzire ale corpurilor functioneaza ca racitoare -condensatoare . Pentru evitarea evitarea acumularii de gaze necondensate in camere se prevede evacuarea gazelor si in acest scop partea superioara a camerelor se leaga cu condensatorul ultimului corp . In multe cazuri, primul corp se incalzeste cu abur epuizat (mort) de la motoarele cu abur . Cind aburul epuizat nu este suficient, in camera de incalzire a primului corp se introduce, in afara de abur epuizat si de abur proaspat micsorindu-i insa presiunea acestuia pina la presiunea acestuia pina la presiunea aburului epuizat .
Incalzirea combinata a instalatiei de evaporare cu abur primar si epuizat se realizeaza in modul urmator .
Inaintea primului corp se instaleaza un evaporator suplimentar asa numit corp zero, incalzit exclusiv cu abur primar . Solutia, care trebuie evaporata, trece mai intai in corpul zero, unde presiunea aburului secundar se mentine egala cu presiunea aburului utilizat, asa incat aceasta din urma sa se poata amesteca cu aburul secundar din corpul zero si sa treaca prin conducta comuna in primul evaporator pentru incalzirea acestuia .
Prin
aceasta metoda de incalzire cu abur proaspat si cu abur utilizat, corpul zero inlocuieste un ventil de reducere ;in
afara de aceasta in corpul zero, prin
scaderea presiunii aburului proaspat, solutia se incalzeste si partial se
evapora, marindu-se eficacitatea instalatiei de evaporare .
Pentru scoaterea aburului secundar au ramificatii, prin care o parte din aburul secundar se scoate din corpul dat si se utilizeaza in alte instalatii de schimbator de caldura . Mult mai logic ar fi sa se foloseasca drept abur de priza aburul secundar din ultimul corp . Acest abur constituie un fel de abur epuizat in raport cu instalatia de evaporare in intregime . Totusi, in majoritatea cazurilor, aburul secundar din ultimul corp are o presiune foarte mica si folosirea lui ca abur de priza nu este todeauna posibila .
In functie de metoda de introducere a solutiei de initiale in instalatia de evaporare, functionarea acesteia poate sa fie:
1. Dupa principiul curentului direct sau parallel al solutiei si al solutiei si al vaporilor ;solutia initiala intra in primul corp si apoi trece prin curgerea libera in toate corpurile . De aceea, concentratia solutiei creste de la primul corps pre ultimul, adica corespunzator directiei de circulatie a aburului .
2. Dupa principiul contracurentului, solatia initiala se introduce in ultimul corp si cu ajutorul pompelor se trece consecutive prin toate corpurile pre primul corp. In acest caz, concentratia solutiei creste in sens invers cu sensul deplasarii aburului si prin urmare concentratia cea mai mare a solutiei va fii in primul corp .
3. Dupa principiul alimentarii paralele a fiecarui corp cu solutie initiala . cind concentratia solutiei va fi aceeasi in toate corpurile .
In industrie se folosesc in special instalatii de evaporare functionind dupa principiul curentului paralel . Introducerea independenta a solutiei initiale in fiecare corp al instalatiei se foloseste pentru evaporarea solutiilor vare cristalizeaza si pot fi greu circulate prin toate corpurile . In cazul contracurentului cresterea concentratiei solutiei provoaca cresterea temperaturi mai inalte a aburului de incalzire, ceea ce determina micsorarea viscozitatii solutiei si cresterea coeficientilor de transmitere a caldurii in toate corpurile instalatiei .
Totusi, principiul contracurentului se utilizeaza relative rar la evaporare, deoarece la punerea lui in practica, trebuie sa se instaleze pompe intre corpuri pentru trece solutia din ultimul corp, cu presiune mai joasa in corpul anterior cu presiune mai inalta .
Folosirea principiului contracurentului intre aburul de incalzire si solutie in instalatiile de evaporare se aplica in special la evaporarea solutiilor a caror viscozitate creste mult cu cresterea concentratiei . Evaporarea in contracurent nu se poate aplica la solutiile instabile in conditiile cresteri temperaturii.
Evaporarea in aparate cu pompa de caldura . In instalatile de evaporare cu mai multe corpuri, cheltuielile de investii initiale pentru utilajul necesar la instalarea fiecarei evaporator suplimentar se recupereaza numai in mica masura prin economia de abur de incalzire . Practic, in majoritatea cazurilor, economia maxima se realizeaza la instalatiile cu patru corpuri .
Afara de aceasta, instalatiile de evaporare cu efect multiplu adesea nu pot fi folosite, deoarece in primele corpuri solutia se poate descompune sub actiunea temperaturii inalte
Un mijloc eficace de evaporare, care da si o economie de ebur de incalzire, este evaporare cu utilizrea pompei de caldura . Evaporarea cu pompa de coldura permite sa se conduca procesul la temperaturi de fierberi joase, care nu au o influenta negativa asupra proprietatilor solutiei evaporate . Cheltuielile de investitie pentru utilajul instalatiei de evaporare sunt mici . Principiul evaporarii cu pompa de caldura consta in ridicarea temperaturii aburului secundar prin comprimarea adiabatica intr-un compresor si folosirea acestui abur la incalzirea aparatului in care acest abur secundar sa format .
Intre temperatura aburului si temperatura de fierbere a solutiei in instalatii cu efect multiplu se mentine o diferenta doar de cateva grade . Comprimand adiabatic aburul secundar intr-un compresor este usor sa se mareasca temperatura lui cu cateva grade ; prin aceasta se aduce temperatura lui de saturare pana la valorile necesare pentru realizarea diferentei de temperatura si transmiterea calduri in camera de incalzire catre solutia de fierbere .
Dupa cum s-a mai aratat, in evaporator se evapora o cantitate de apa aproximativ egala cu cantitatea de abur primar consumata : prin urmare, folosind comprimarea aburului secundar, teoretic acest abur ar trebui sa fie suficient, fara sa se mai recurga la un adios de abur proaspat.
In fig 290 este
reprezentata, schema unei instalatii de
evaporare cu pompa de caldura. Constructiv, evaporatorul nu se deosebeste de
evaporatoarele instalatiei cu efect multiplu . Aburul, secundar care se formeaza in spatiul de vapori
al evaporatorului 1 este aspirat prin conducat
Inainte de pornirea aparatului, solutia trebuie sa fie preincalzita cu abur proaspat, care se introduce in camera inainte de a incepe fierberea lichidului in aparat. Apoi se intrerupe alimentarea cu abur proaspat si evaporarea are loc la numai prin folosirea caldurii aburului secundar comprimat in compresor. Comprimarea aburuluiu secundar se tinde sa se efectueze adiabatic, spre deosebire de comprimarea gazelor in compresare care este de dorit sa se apropie de procesul izoterm .
Prin comprimarea adiabatica, lucrul mecanic consumat in compresor se transforma in caldura si comcomitent cu cresterea temperaturi vaporilor creste si entampia lor . Pentru efectuarea evaporari numai prin folosirea energiei mecanice, fara un consum suplimentar de abur proaspat, este necesar sa se aopere in intregime pierderile de caldura ale aparatului in mediul inconjurator.
Economia de abur de incalzire in instalatiile de evaporare cu pompa cu caldura este practice putin mai mare decit in instalatiile cu patru corpuri si depinde inainte de toate de necesitatea cresterii presiunii si a temperaturii aburului in compresor Cu cit mai mica este aceasta crestere, cu atit mai mare este economia de abur de incalzire . Marimea suprafetei de incalzire si prin urmarea si investitiile initiale sint insa cu atit mai mici cu cit va fii mai mare cresterea presiunii si temperaturii aburului in compresor.
Domeniul de folosire a insalatiilor de
evaporare cu pompa cu caldura este limitat. Pentru multe solutii, care trebuie
concentrate prin evaporare, se observa o crestere insemnata a temperaturii de
fierbere in comparatie cu apa pura . Daca, de exemplu, solutia feirbe la presiunea atmosferica de 110C, atunci
cresterea temperaturii ei de fierbere sau depresiunea de temperatura este
110-100=10C. Temperatura aburului secundar, care se formeaza prin evaporarea
unei astfel de solutii la presiunea atmosferica va fii
Pentru crearea, in camera de incalzit, a
unei diferente de temperatura de numai 10 C., temperature aburului secundar ar trebui
ridicata prin comprimarea in compresor nu cu 10 ci cu
De aceea, evaporarea cu pompa cu caldura nu prezinta interes in cazul solutiilor a caror cresterea a temperaturii de fierbere este insemnata, adica atunci cand depresiunea de temperatura (v. p. 488)este mare. Practic ioistirea acestei metode devine nerentabila la evaporarea lichidelor a caror depresiune de temperature depaseste 10C. In industria chimica, in majoritatea cazurilor, este necesar sa se evapore solutii condensate, care prezinta cresteri ale temperaturii de fierbere mult mai mari decit 10C. Deaceea, aceasta metoda de evaporare a capatat o mare raspandire in industria alimentara pentru concentrarea laptelui si a sucurilor de fructe.
Pompa de caldura se foloseste mult in cazurile care trebuie sa se evite evaporarea la temperaturi mari de fierbere si prin urmare, nu se poate efectua procesul in instalatii cu efect multiplu .
Pompa de caldura nu se foloseste in cazurile in care aburul secundar nu se poate folosi pentru incalzire(si drept sursa de forta motrice), din cauza temperaturii lui joase sau prezentei in el a acizilor volatili.
Asa cum sa aratat, economicitatea metodei de evaporare cu pompa de caldura depinde in mare masura de consumul de energie necesar pentru comprimarea aburului secundar in compresor. Problema alegerii celui mai rational tip de compresor (cu piston, turbocopresor sau cu jet de abur)trebuie rezolvata pentru fiecare caz in parte.
Aburul comprimat in turbocompresor sau in injector se gaseste sub forma de abur si este folosit la incalzirea evaporatorului poate sa fie de asemenea supra-incalzit . Dupa cum se stie, incalzirea cu abur supra incalzit, din cauza coeficientilor mici de transmiterea caldurii, nu este rationala si pentru a evita marirea suprafetei de incalzire a aparatului este necesar sa se transforme aburul supra supraincalzit in abur saturat uscat. Aburul supraincalzit se transforma in abur saturat, prin contactul lui direct cu apa rece, in aparate numite convertizoare(transformatoare)de abur . In convertizoarele de abur cu injectarea directa a apei reci pulverizate, aburul supraincalzit se introduce pe la partea superioara, prin stutul 1 trece prin canalele elicoidale 2si capata o miscare turbionara. In contracurent cu aburul se introduce prin injectoarele 3 apa rece, care se amesteca cu aburul supraincalzit si evaporindu-se datorita caldurii de supraincalzire, il transforma in abur saturat.
Aburul saturat obtinut se elimina prin stutul 4 de la partea inferioara a aparatului, iar apa neevaporata se scurge ptin stutul 5, legat cu oala de condensare.
CONSTRUCTIA EVAPORATOARELOR
Sectiunile separate pot fi scoase treptat din functiune, pe masura ce scade nivelul solutiei in aparat. Instalarea serpentinelor in evaporatoare este indicata in cazul evaporarii lichidelor acide, care corodeaza otelul carbon.
In acest caz . peretii aparatului se protejeaza de actiunea lichidului care se evapora, iar serpentine se contectioneaza din materiale antiacide.
Pentru evaporarea solutiilor care fierb la temperaturi foarte inalte, se folosesc aparate cu serpentine de otel turnate chiar in peretii aparatului,
Evaporatoare orizontale. In acest aparate, aburul de incalzire circula prin tevi orizontale, iar solutia se afla in fierbere intr-un corp paralelipipedie care are o suprafata mare de evaporare.
Evaporatorul vertical, mai larg raspindit, consta dintr-un corp vertical de otel 1, prevazut la interior cu o camera verticala de incalzire 2, confectioneaza in intregime din tevi trase si o teava centrala de circulatie 3. Aburul secundar rezultat intra in camera de vapori 4, care impreuna cu separtorul 5 serveste la retinerea umiditatii, dupa care aburul secundar este dirijat fie la incalzirea corpului urmator al instalatiei de evaporare, fie in condensator.
Acest tip de evaporator se caracterizeaza prin simplicitatea constructiei, ceea ce permite sa se efectueze cu usurinta curatirea si reparatia lui. Astfel de aparate se utilizeaza pentru evaporarea solutiilor cu viscozitate mare(datorita lungimii reduse a tevilor de incalzire)si a solutiilor care depun cruste si sedimente.
Aparatele verticale cu camera de incalzire interioara si cu teava centrala de circulatie (tip VV), conform normelor Clavhimmas, au suprafetele nominale de incalzire de:25 50 100 250 si 350msint prevazute cu tevi fierbatoare cu diametru exterior de38 si57mm. Imaginea pina la 4. 000 mm si o teava de circulatie cu diametru de 194-550mm . Volumul camerei de vapori este de 0, 5.5, 7 m(la p=1 ata)si 0, 7 m(la p=0, 14 ata). In aceste aparate, camera de vapori 1 si separatorul de picaturi 2 sint dispuse in spatiul inelar din jurul camerei de incalzire 3, formata din tevi lungimea pina la 6000m. Spatiul de vapori comunica cu camera inferioara 4 prin teava exterioara de circulatie 5, prin care soluita antrenata de vapori se reintoarce in partea inferioara a aparatului.
Solutia initiala se introduce astfel incit tevile sa fie umplute cu lichid numai pana la 1/3 din inaltimea lor. In fig 298 este reprezentat un evaporator vertical cu o camera de incalzire interioara suspendata . In acest aparat, scurgerea solutiei de la partea superioara la partea inferioara nu se realizeaza prin teava centraala ci prin canalul cu sectiune inelara, formati intre peretii exteriorii ai camerei suspendate si peretii aparatului.
Pe axa corpului 1 al aparatului este dispusa teava de abur 2 pentru aburul de incalzire . Aparatul nu dispune de un separator individual;picaturile se capteaza cu ajutorul scutului 3 si al separatorului de deaspura lui, separaea umiditatii realizindu-se prin schimbarea directiei de miscare a aburului secundar. Deoarece teava prin care circula aburul de incalzire se alfa in interiorul aparatului, se creeaza conditii favorabile pentru evaporarea picaturilor antrenate de aburul secundar. De asemenea, prin introducerea centrala a aburului de incalzire si prin constructia camerei de incalzire suspendate 4, in aparat se creeaza conditii favorabile pentru circulatia intense a solutiei;solutia circula in sus prin tevi si coboara apoi prin canalul inelar larg dintre camera si peretii aparatului.
Aparatul de acest tip este recomandabil sa se foloseasca la evaporarea solutiilor care cristalizeaza;aparatul este mult folosit in industria chimica, de exemplu, la evaporarea hidroxizilor alcani obtinuti prin procedeul electrolitie. Superioritatea lui fata de evaporatorul reprezentat in fig 206 consta in posibilitatea demontarii si inlocuirii camereiide incalzire totusi la o suprafata de incalzire egala, ultimul are gabarite mai mari.
Aparatele cu camera de incalzire suspendata au de obicei o suprafata de incalzire de 50, 75, 95, 150m si diametrele tevilor57. 5/63, 5si 64/70 mm lungimea tevilor este de 1 300-1 700mm.
Evaporatoare cu camera de incalzire exterioara. Amplasarea camerei de incalzire in afara corpului aparatului permite sa se micsoreze inaltimea lui si obtinerea unei efractiuni mai mari.
Aparatele cu camera de incalzire exterioara functioneaza cu o circulatie naturala intensa a solutiei deoarece teava de circulatie se afla in in afara aparatului si nu se incalzeste, iar inaltimile coloanelor de lichid, care coboara, si a emulsiei care se ridica, sint destul de mari.
