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Evaporador de vacío de un efecto con calentamiento externo
descripción
Un evaporador de simple efecto generalmente se refiere a un único evaporador que ya no utiliza el vapor secundario generado durante la evaporación de la solución. En la producción a gran escala, evaporar una gran cantidad de agua requiere un alto consumo de vapor primario. Para reducir el consumo de vapor primario, el vapor secundario generado durante la producción se introduce en un segundo evaporador para su calentamiento. El vapor secundario generado por el segundo evaporador también puede introducirse en un tercer evaporador para su calentamiento, y cada evaporador se denomina evaporador primario, y así sucesivamente. De esta manera, varios evaporadores se conectan en serie para formar un evaporador de múltiple efecto.
Componentes
1. Precalentador y calentador
En la mayoría de los casos, el producto que se va a evaporar debe precalentarse hasta el punto de ebullición antes de entrar en la cámara de calentamiento. Generalmente, para ello se utilizan precalentadores de tubos rectos o intercambiadores de calor de placas.
2. Evaporador
La selección del tipo de evaporador adecuado depende de cada aplicación específica y de la naturaleza del producto.
3. Separadores
Cada evaporador está equipado con un separador para la separación de vapor y líquido. Elija diferentes tipos de separadores según su ámbito de aplicación, como separadores centrífugos, separadores por gravedad o separadores con componentes internos. Al diseñar, es necesario considerar factores importantes como la eficiencia de separación, la caída de presión y la frecuencia de limpieza.
4. Condensador
En algunos casos, el calor generado por el vapor durante el proceso de evaporación se utiliza para calentar evaporadores multiefecto y precalentadores posteriores, o para comprimir el vapor como medio de calentamiento. Sin embargo, el vapor residual del último efecto del evaporador no puede utilizarse de esta manera y debe condensarse. Los evaporadores pueden estar equipados con condensadores de superficie, condensadores de contacto o condensadores enfriados por aire.
5. Sistema de desgasificación/vacío
Utilice una bomba de vacío para mantener el vacío en el evaporador. Estas bombas eliminan el aire que se escapa y los gases no condensables, así como los gases disueltos que ingresan durante la alimentación de líquido. Para ello, se pueden utilizar bombas de chorro y bombas de anillo líquido adecuadas según la escala y el modo de operación del evaporador.
6. Bomba
Debido a la complejidad de las condiciones de diseño y las aplicaciones, es fundamental seleccionar la bomba adecuada. Los criterios de selección incluyen las características del producto, la presión de succión, el caudal y la relación de compresión en el evaporador. Para productos de baja viscosidad, se utilizan principalmente bombas centrífugas; para productos de alta viscosidad, se requiere una bomba de desplazamiento positivo. Algunos productos que contienen sólidos o cristales pueden utilizar otros tipos de bombas, como las de hélice. El tipo, tamaño, velocidad, sello mecánico y material de la bomba deben determinarse según los escenarios de aplicación específicos y las condiciones de uso pertinentes.
7. Sistema de limpieza
Según el producto, los equipos pueden acumular incrustaciones tras un cierto periodo de funcionamiento. En la mayoría de los casos, la limpieza química elimina las incrustaciones y la suciedad. Para ello, el evaporador debe contar con componentes como depósitos de agente limpiador, bombas adicionales y válvulas de tubería. Estos dispositivos permiten limpiar el equipo sin necesidad de desmontarlo, un proceso conocido como limpieza in situ (CIP). La elección del método de limpieza depende del tipo de incrustación. El agente limpiador penetra en la capa de incrustaciones, la disuelve o descompone, limpiando a fondo la superficie del evaporador y, si es necesario, desinfectándola.
8. Depurador de vapor
Si el dispositivo no se calienta con vapor puro, sino con vapor residual, como el vapor de un secador, para evitar la contaminación y la incrustación de la cámara de calentamiento del dispositivo de evaporación por estos vapores, deben limpiarse a fondo antes de entrar.
9. Sistema de pulido de condensado
Si bien la separación de pequeñas gotas es ideal, la calidad del condensado puede no alcanzar la pureza requerida, especialmente cuando el producto contiene componentes volátiles. Según la aplicación, el condensado puede purificarse aún más mediante torres de destilación o sistemas de filtración por membrana.
10. Materiales
Los materiales necesarios para la fabricación de dispositivos de evaporación se determinan en función de las necesidades de cada producto. En la mayoría de los casos, se utiliza acero inoxidable. Si existen requisitos especiales, también se pueden utilizar aleaciones de Hastelloy, titanio, níquel, cobre, grafito, caucho reforzado con acero, materiales sintéticos, etc.