Ջերմափոխանակման տեխնոլոգիական գործընթացները լայնորեն կիրառվում են արդյունաբերության տարբեր ճյուղերում՝ սարքավորումների, ինչպես նաև արտադրական բլանկների վերամշակման կամ ջերմաստիճանային վիճակը փոխելու համար անհրաժեշտ պայմաններ ստեղծելու համար: Այն ձեռնարկություններում, որտեղ առաջադրանք է դրված փոխել հեղուկ միջավայրի բնութագրերը, ջերմությունը կարող է օգտագործվել որպես եռման պահպանման միջոց: Տեխնիկապես նմանատիպ խնդիրները լուծվում են ջերմափոխանակման գործընթացի կազմակերպման հատուկ ֆունկցիոնալ բաղադրիչներով ապահովված գոլորշիների օգնությամբ։
Ի՞նչ է գոլորշիացման գործընթացը:
Արդյունաբերության ոլորտում գոլորշիացումը համարվում է հեղուկ լուծույթների խտացման մեթոդ, որոնք հիմնված են ցնդող ակտիվ խառնուրդներում լուծված ցածր ցնդող կամ ոչ ցնդող նյութերի վրա: Այս գործընթացն իրականացվում է արդյունքումլուծիչի գոլորշիացում եռման ժամանակ. Այս ընթացակարգը առավել հաճախ ենթարկվում է ալկալիների, աղերի, ինչպես նաև բարձր եռացող հեղուկների: Բայց յուրաքանչյուր դեպքում գործընթացի հիմնական խնդիրն է մաքուր լուծիչ կամ առանձին նյութեր ստանալ բարձր կոնցենտրացիայի մեջ: Եթե խոսքը լուծույթի կոնկրետ բաղադրիչի նպատակային մաքրման մասին է, ապա գոլորշիացման գործընթացը կարող է համալրվել բյուրեղացման գործողությամբ, որի ժամանակ հնարավոր է թիրախային նյութի առաջացումը պինդ վիճակում։
Տեխնոլոգիական տեսանկյունից գոլորշիացումը ջերմափոխանակման մի շարք գործողությունների համակցություն է: Այս գործընթացի տեխնիկական կազմակերպման բարդությունը պահանջում է հատուկ սարքավորումների օգտագործում: Այս հզորության մեջ օգտագործվում է օպտիմիզացված դիզայնով վակուումային գոլորշիչ, որը նախատեսված է հիմնական գոլորշիացման գործընթացները, ինչպես նաև օժանդակ գործողություններ կատարելու համար: Կարևոր է նկատի ունենալ, որ գոլորշիացումը ներառում է ագրեսիվ միջավայրերի օգտագործումը` տաք հեղուկներ, գազեր, ջրային գոլորշիներ և այլն: Դրան գումարվում է թիրախային քիմիապես ակտիվ նյութերի անբարենպաստ ֆոնը: Տեխնոլոգիական անբարենպաստ ազդեցության այս և այլ գործոնները պահանջում են հատուկ նյութերի օգտագործումը գոլորշիների հավաքման համար, ինչը մեծացնում է կառուցվածքների պաշտպանիչ հատկությունները:
Գոլորշիացնողի հիմնական սարք
Արդյունաբերական ժամանակակից գոլորշիների մեծ մասը օգտագործում է բազմաբաղադրիչ համակարգ, որը հիմնված է կոնդենսատորով և գոլորշիացման խցիկով ջերմափոխանակիչի վրա: Գործընթացը օպտիմալացնելու և լուծումների ավելի արդյունավետ կոնցենտրացիայի համար, առկա էսեպարատորը ագրեգատ է, որը առանձին կարգով միացված է գազատարով և կազմակերպում է երկրորդական գոլորշու հեռացումը։ Առավել հաճախ օգտագործվում են արտաքին տիպի անջատիչներ, որոնք գործում են կենտրոնախույս ուժի պայմաններում։ Ո՞րն է սկզբունքորեն տարբերվող վակուումային գոլորշիատորը: Վակուումի ստեղծումը թույլ է տալիս հասնել փափուկ գոլորշիացման ազդեցության: Սա ապահովում է երկու դրական կետ՝ գոլորշիացման գործընթացի արագացում (սպասարկվող լուծումն ավելի քիչ ժամանակ է ծախսում խցիկում) և խտացված նյութի որակի բարձրացում։ Արդյունքները կարող են օգտագործվել նույն նպատակային վերամշակող ձեռնարկությունում այլ տեխնոլոգիական գործողություններում: Դրա համար նրանք կազմակերպում են առանձին մոդուլների միացում ելքային հոսքերի հետ, որի շնորհիվ իրականացվում է ոչ միայն ավելցուկային գազային խառնուրդների հեռացում, այլև ապահովվում է հոսքի կարգավորումը ճնշման ուժի և շարժման առումով մատակարարման անհրաժեշտ պարամետրերով։ արագություն. Ավելին, շատ գոլորշիացուցիչներ կարող են կամայականորեն զուգակցվել նախնական մշակման կամ թափոնների նոսրացման միավորների հետ՝ բավարարելու գործընթացների պահանջները, որտեղ նույն գազը կարող է կրկին օգտագործվել:
Հարկադիր շրջանառությամբ ապարատ
Դիզայնը հիմնված է ուղղահայաց կամ հորիզոնական խցիկի և խողովակի ջերմափոխանակիչի վրա՝ ջեռուցման խցիկով և համակենտրոն բաժանարարով: Աշխատանքային գործընթացն ապահովվում է շրջանառության պոմպակայանի և ֆլեշ անոթի միջոցով: Սովորաբար, աշխատանքային խառնուրդների շարժման հարկադիր գործընթացը իրականացվում է կրկնակի թաղանթով գոլորշիների հետհակահոսանքի շրջանառության սխեմա. Որպես այդպիսի սարքերի մաս, կա նաև օրգանական և աղային միացություններից թորման և գոլորշու մաքրման սարք։ Հարկադիր շրջանառության գոլորշիչի միջին հզորությունը մոտ 9000 կգ/ժ է, իսկ կոնցենտրացիայի հարաբերակցությունը հասնում է 65%-ի։
Նման ագրեգատի աշխատանքի ընթացքում հեղուկը պտտվում է ջեռուցման խցիկի ուրվագծի երկայնքով՝ պոմպի ուժի շնորհիվ: Խցիկում հեղուկի ջերմաստիճանը հասցվում է եռման կետի, որից հետո անջատիչ բլոկում ճնշումը կտրուկ նվազում է։ Այս պահից սկսվում է հեղուկի մի մասի ակտիվ գոլորշիացման գործընթացը։ Որո՞նք են այս տեսակի միավորների օգտագործման առավելությունները: Սա ամենաարդյունավետ լուծումն է մածուցիկ և խնդրահարույց աղտոտված խառնուրդների հետ աշխատելիս: Օրինակ, աղի լուծույթների գոլորշիացման համար այս տարբերակը ավելի նպատակահարմար է, քան մեկ ազդեցություն ունեցող գոլորշիչները, որոնք կարող են ցույց տալ ավելի բարձր շրջանառության արագություն, բայց դրանց հզորությունը բավարար չի լինի նույնիսկ միջին արտադրողականության մակարդակ ապահովելու համար: Ի դեպ, հարկադիր շրջանառությամբ ժամանակակից գոլորշիչները եռման և գոլորշիացման գործողություններ են կատարում ոչ թե հիմնական խցիկի ջեռուցման պատերին, այլ բաժանարարում, ուստի հիմնական աշխատանքային ագրեգատի աղտոտվածությունը նվազագույնի է հասցվում։
Գոլորշիատորներ թիթեղային ջերմափոխանակիչով
Նման կայանքների նախագծման առանձնահատկությունը հատուկ թիթեղների առկայությունն է, որի շնորհիվ աշխատանքային միջավայրը ուղղվում է ջեռուցման խցիկի միջով փոփոխվող ալիքներով: Թիթեղները կնքելու համար օգտագործվում են հատուկ միջադիրներ - դրանք նույնպեսկատարել ջերմամեկուսացման ֆունկցիա, որը բարձրացնում է ջերմափոխանակման արդյունավետությունը։
Սրանք, որպես կանոն, բազմաֆեկտիվ գոլորշիչներ են՝ մոտ 15 տ/ժ հզորությամբ։ Ջրի տաքացման հոսքերը և թիրախային արտադրանքը շարժվում են հակահոսանքով իրենց ալիքներով՝ տալով էներգիայի մի մասը: Մեդիա շարժման ուժը ստեղծվում է նույն շրջանառության պոմպի կողմից, սակայն թիթեղների ձևավորումը նախատեսված է աջակցելու շղթայում տուրբուլենտության ազդեցությանը, ինչը նվազեցնում է պահանջվող հզորության ներուժը արտադրանքի և հովացուցիչ նյութի փոխանցման համար: Ակտիվ ջերմափոխանակության արդյունքում աշխատանքային միջավայրը եռում է, որից հետո առաջանում է գոլորշի։ Հեղուկ մնացորդային արտադրանքները կտրված են բաժանարար բլոկում կենտրոնախույս ուժի պատճառով:
Սա այն եզակի դեպքերից է, երբ խոսքը վերաբերում է ունիվերսալ գոլորշիացմանը՝ տարբեր տեխնոլոգիական կրիչներով աշխատելու ունակության առումով։ Մասնավորապես, թիթեղային ջերմափոխանակիչով գոլորշիացնող կայանի աշխատանքի սկզբունքը թույլ է տալիս օգտագործել գոլորշի-գազի և ջրային միջավայրեր: Միևնույն ժամանակ ապահովվում է բարձր կոնցենտրացիայի որակ, քանի որ գոլորշիացումն իրականացվում է հավասարաչափ մեղմ ռեժիմով՝ մեկ անցումով։ Դիզայնն ինքնին առավելագույնս օպտիմիզացված է չափերով, ինչը հեշտացնում է տեղադրումը և տեխնիկական միջոցները: Այսպիսով, տեղադրման տարածքի բարձրությունը բոլոր կոմունիկացիաներով և նման սարքի միացնող խողովակաշարով 3-4 մ է։
Երեք ազդեցություն բնական շրջանառության գոլորշիներ
Կառուցվածքային առումով նման սարքերն առանձնանում են շորտի առկայությամբուղղահայաց տեղակայված ջերմափոխանակիչը և բաժանարարի վերին տեղադրումը: Աշխատանքային հեղուկը մատակարարվում է ներքևից, որից հետո խցիկի միջով բարձրանում է ջեռուցման խողովակներով։ Իրականացվում է բարձրացող ֆիլմի կամ գազի վերելակի սկզբունքը։ Եթե նավթի և գազի հանքավայրերում արտադրանքը արտահանում է հարակից գազը, ապա եռանոթ գոլորշիչի դեպքում տաք գոլորշիները հեղուկը բարձրացնում են կեղևի և խողովակի սխեմաների երկայնքով: Ամբողջ գործընթացը տեղի է ունենում եռման ֆոնի վրա։ Գոլորշուց անջատված հեղուկն իրականացվում է վերադարձի խողովակով դեպի ջերմափոխանակիչ, որից հետո այն կրկին ուղարկվում է բաժանարար հաջորդ բաժանման նիստի համար: Այս գործընթացը կրկնվում է մի քանի անգամ, մինչև հասնի ցանկալի կոնցենտրացիայի մակարդակը:
Գոլորշիացման արագությունը այս դեպքում որոշվում է ջեռուցման խցիկի և եռման միավորի ջերմաստիճանի տարբերությամբ: Երկու ցուցիչները կարող են կարգավորվել ավտոմատ կառավարման միջոցով: Վակուումային գոլորշիչի բնական շրջանառությունը թույլ է տալիս արագ գործարկմամբ բարձր հատուկ հզորություն: Բայց չպետք է ապավինել բարդ կամ ջերմային անկայուն միացություններ պարունակող լուծույթների պահպանմանը: Սա բարձր մասնագիտացված սարքավորում է, որի հաշվարկը կատարվում է քիմիական և սննդի արդյունաբերության համար, որտեղ պահանջվում է փոքր հզորությամբ բեռով կետերի բաժանման գործողություններ կատարել։ Օրինակ, գլիցերինի գոլորշիչները ապահովում են 3600 կգ/ժ մշակման արագություն։
Ինչպես է աշխատում բարոմետրիկ կոնդենսատորը
Տարբերակխառնող ջերմափոխանակիչներ, որոնք վարարման գործընթացում չեն կատարում աշխատանքային միջավայրերի մակերևութային տարանջատում, բայց թույլ են տալիս դրանց խառնումը. Այլ կերպ ասած, տաքացման պահին պայմանական խտացված լուծույթը կարող է շփվել գործընթացի տաք միջավայրի հետ, որը ներկայացված է գոլորշու կամ ջրով: Բարոմետրիկ կոնդենսատորն ինքնին բարդ գոլորշիացնող գործարանի մի մասն է, որն իրականացնում է սառեցման ջրի և երկրորդային գոլորշու խառնման գործընթացները: Քանի որ նոր ձևավորված կոնդենսատի ծավալները փոքր են գոլորշու ծավալից, բնական վակուում է առաջանում։ Այն պահպանելու համար անհրաժեշտ է կոնդենսատորից հեռացնել մթնոլորտային օդը, որն այնտեղ ուղարկվում է հովացուցիչ նյութի հոսքերի հետ միասին: Որոշ նմուշներում օդը կարող է ներթափանցել նաև կոնդենսատորի գործի թերությունների միջոցով: Խառը խառնուրդների ելքը կոնդենսատորից իրականացվում է բարոմետրիկ խողովակի միջոցով: Այն նախապես ընկղմված է հեղուկի մեջ և ձևավորում է հիդրավլիկ կնիք, որը կանխում է օդի անցումը կոնդենսատոր:
Կոնդենսիվ ապարատի աշխատանքի սկզբունքը
Տեխնոլոգիական գոլորշիացման գործընթացների հատուկ տեսակի սարքավորում: Գործողության սկզբունքի առումով կոնդենսիվ միավորների հիմնական տարբերությունը ազատ շրջանառության ռեժիմի աջակցությունն է, որը ձեռք է բերվում ջերմափոխանակման համակարգում սխեմաների գտնվելու վայրի ներքին կոնֆիգուրացիայի շնորհիվ: Ջերմափոխանակման ցանցի ենթակառուցվածքը ձևավորվում է խողովակային կապոցներով, կծիկներով և այլ տարրերով, որոնք պայմաններ են ստեղծում բազմաստիճան և շատ առումներով.ջերմային էներգիայի փոխանցման բարդ գործընթաց. Ի դեպ, կոնդենսիվ գոլորշիչները գործնականում չեն օգտագործվում մածուցիկ, ջերմազգայուն և բյուրեղացնող լուծույթների հետ աշխատելիս հենց հոսքերի ազատ, բայց դանդաղ շրջանառության պատճառով: Ավելին, այս համակարգում ջերմության փոխանցման գործակիցները փոքր են, ինչը բացասաբար է անդրադառնում ընդհանուր գոլորշիացման աշխատանքի վրա: Ինչպե՞ս են իրենց արդարացնում կոնդենսիվ սարքերը: Դրանք հաջողությամբ օգտագործվում են փոքր տոննաժային արդյունաբերություններում, որտեղ ջերմային փոխանցման գործակիցը ելքային ծավալներով այնքան էլ նշանակալի չէ։ Կոնդենսիվ գոլորշիների ներքին դասավորությունը, իր բոլոր թերություններով հանդերձ, բազմաթիվ հնարավորություններ է բացում ուղղորդված շրջանառության կազմակերպման համար, ինչը շատ կարևոր է ցածր կառուցվածքային շարժունակություն ունեցող ձեռնարկություններում կապի ուղիները միացնելիս:
Գոլորշիացնողի հաշվարկ
Ինտեգրված գոլորշիչի նախագծում յուրաքանչյուր բաղադրիչի համար կատարվում են անհատական հաշվարկներ, քանի որ արտադրության գործընթացի բնութագրերը կարող են փոխվել յուրաքանչյուր փուլում: Որպես սկզբնական տվյալներ, որպես կանոն, օգտագործվում են հետևյալը՝
- գոլորշու մոտավոր ճնշում;
- կենտրոնացման ջերմություն;
- նախնական լուծույթի հատկությունները;
- ջերմության կորստի մակարդակ;
- ջերմային փոխանցման գործակից;
- դիզայնի պարամետրեր, որոնք արդեն սահմանված են և չեն կարող փոխվել:
Երեք ազդեցություն ունեցող գոլորշիացնող կայանների համար վերը նշված նախնական տվյալներով հաշվարկը կարող է իրականացվել՝ օգտագործելով միանգամից մի քանի պարամետր, այդ թվում՝ շրջանառության պոմպի հզորությունը, ջեռուցման խցիկի ծավալը,սպասարկվող հեղուկի առավելագույն քանակությունը և այլն: Դիզայնի ամենակարևոր առաջադրանքները ներառում են նույն բարոմետրիկ կոնդենսատորի նախագծման հաշվարկը, բաժանարարը և խողովակաշարի տարրերի բնութագրերի որոշումը: Մասնավորապես, շարունակական գոլորշիացում ունեցող համակարգերում գոլորշիացման ինտենսիվությունը կախված կլինի վարդակների տրամագծերից և անցումային խողովակների երկարությունից:
Աշխատանքային հոսքի պահանջներ
Գոլորշիացման գործընթացի կազմակերպման համար հաշվարկված ցուցանիշները կարող են չտալ ակնկալվող ազդեցությունը, եթե արտաքին միջավայրին ներկայացվող պահանջները չկատարվեն: Շատ բան կախված կլինի այն սենյակի պայմաններից, որտեղ օգտագործվում է սարքավորումը: Ըստ պահանջների՝ մեկ անգամ անցնող գոլորշիացնող սարքերը կարող են օգտագործվել միայն առնվազն 4,5 մ մակերեսով և ծխատարի պես 3,2 մ բարձրությամբ սենյակներում։ Ավելորդ չի լինի ապահովել կարգավորվող գլխարկ՝ դարպասով և մղման կարգավորմամբ:
Օդափոխման համակարգը նախագծված է հատուկ կանոններով։ Այն պետք է ներառի ներհոսքի ալիքներ և արտանետման համակարգեր՝ ուղիղ միացմամբ այն տարածքներին, որտեղ ուղղակիորեն իրականացվում է գոլորշիացման գործընթացը: Ակնհայտ է, որ երկու ուղղություններով սովորական ռեժիմով աշխատող բարդ օդափոխության համակարգը կպահանջի լուրջ ուժային աջակցություն: Բայց միևնույն ժամանակ ալիքներից և գործող սարքավորումներից արտանետվող աղմուկը չպետք է գերազանցի 75 դԲ: Եվ սա էլ չասած կրակի պահանջներին համապատասխանության մասին ևէլեկտրական անվտանգություն. Եթե գոլորշիացնողը կանոնավոր կերպով աշխատում է գազային խառնուրդներով, ապա պետք է կազմակերպել օդային գազազերծման հատուկ համակարգ։ Այն կարող է լինել ջերմափոխանակման հաղորդակցությունների մեկ համալիրի մաս, որը թույլ կտա որոշ գործառնական առումներով լրացնել երկու համակարգերի գործառույթները:
Եզրակացություն
Գոլորշիացման և համակենտրոնացման գործողությունները վաղուց օգտագործվել են արդյունաբերություններում և որպես հիմնական և որպես երկրորդական տեխնոլոգիական գործընթացներ: Շատ դեպքերում նյութերը պատրաստվում են այս կերպ արտադրանքի արտադրության կամ տեխնիկական միջոցների պատրաստման հետագա փուլերի համար։ Վակուումային գոլորշիչները և տեղադրումները կարելի է դասել նման խնդիրների լուծման ամենաարդյունավետ գործիքների շարքում: Բարձր արդյունավետության ցուցանիշները բացատրվում են շրջանառության գոլորշիչի ֆունկցիայի առկայությամբ, որն աշխատում է արտաքին էներգիայի աղբյուրից՝ պոմպակայանի տեսքով: Գոյություն ունեն շրջանառության խմբի փոխազդեցության տարբեր համակցություններ ջեռուցման խցիկի և տարանջատողի հետ, բայց սկզբունքորեն, այս տիպի բազմաբաղադրիչ համակարգերը ապահովում են տեխնոլոգիական շահագործման ամենաբարձր արդյունավետությունը, ինչպես արտադրանքի կոնցենտրացիայի որակի, այնպես էլ դինամիկայի առումով: գոլորշիացման գործընթացը։
