Câu 22: Cấu Tạo Và Hoạt động Của Thiết Bị Cô đặc Nhiều Nồi. - 123doc

Hệ thống thiết bị cô đặc nhiều nồi

Để tiết kiệm và giảm bớt lượng hơi nước tiêu hao làm nóng thiết bị người ta tiến hành cô đặc trong thiết bị nhiều nồi.

Hệ thống thiết bị cô đặc nhiều nồi bao gồm nhiều nồi nối tiếp nhau. áp suất ở nồi sau thấp hơn so với nồi trước, vì vậy nhiệt độ của dung dịch nồi sau nhỏ hơn nồi trước. Do sự phân bố nhiệt độ sôi của dung dịch như vậy nên có thể dùng hơi thứ của nồi trước làm hơi đốt cho nồi sau. Như vậy chỉ có nồi đầu tiên của hệ thống sẽ đun bằng hơi mới. Hơi thứ của nồi đầu tiên đưa đi để đun nóng nồi thứ hai, ở nồi này áp suất và nhiệt độ sôi của dung dịch thấp hơn so với nồi đầu tiên. Nhiệt lượng chứa trong hơi thứ nồi đầu tiên đủ để làm sôi dung dịch ở nồi thứ hai. Hơi thứ ở nồi thứ hai lại đun nóng và làm sôi dung dịch ở nồi thứ 3 của hệ thống,...

Nếu nồi cuối cùng của hệ thống làm việc ở áp suất cao hơn áp suất khí quyển thì hơi thứ của nó vẫn có thể sử dụng được vào các công việc khác tuỳ theo yêu cầu của quá trình sản xuất tiếp theo. Nếu nồi cuối cùng làm việc ở áp suất chân không thì hơi thứ của nó sẽ đi vào thiết bị chiết.

Hệ thống cô đặc nhiều có thể làm việc xuôi chiều, ngược chiều hoặc song song,… trong đó hệ thống cô đặc xuôi chiều thường dùng phổ biến hơn cả.

Trên hình 8.19 là sơ đồ hệ thống cô đặc 3 nồi xuôi chiều. Dung dịch đi vào nồi 1 tiếp tục chuyển sang nồi 2 rồi nồi 3 nhờ chênh lệch áp suất trong các nồi. Còn hơi đốt đi vào phòng đốt của nồi 1 để đốt nóng dung dịch ở nồi 1, hơi thứ của nồi 1 đi vào phòng đốt của nồi 2, hơi thứ của nồi 2 đi vào phòng đốt của nồi 3 và hơi thứ của nồi 3 đi vào thiết bị ngưng tụ 5.

Hệ thống cô đặc xuôi chiều có ưu điểm là dung dịch tự di chuyển từ nồi trước sang nồi sau nhờ chênh lệch áp suất giữa các nồi. Nhiệt độ sôi của nồi trước lớn hơn nồi sau, do đó, dung dịch đi vào mỗi nồi (trừ nồi 1) đều có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi, kết quả là dung dịch sẽ được làm lạnh đi và lượng nhiệt này sẽ làm bốc hơi thêm một lượng nước gọi là quá trình tự bốc hơi. Nhưng khi dung dịch đi vào nồi đầu có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi của dung dịch , do đó, cần phải tiêu tốn thêm một lượng hơi đốt để đun nóng dung dịch, vì vậy, khi cô đặc xuôi chiều dung dịch trước khi đưa vào nồi đầu cần được đun nóng sơ bộ bằng hơi phụ hoặc nước ngưng tụ.

1, 2, 3- nồi cô đặc; 4- thiết bị gia nhiệt nguyên liệu đầu; 5- thiết bị ngưng tụ; 6- thiết bị tách bọt; 7- bơm chân không

Nhược điểm của cô đặc xuôi chiều là nhiệt độ của dung dịch ở các nồi sau thấp dần, nhưng nồng độ của dung dịch lại tăng dần làm cho độ nhớt của dung dịch tăng nhanh, kết quả là hệ số truyền nhiệt sẽ giảm từ nồi đầu đến nồi cuối.

Hệ thống cô đặc ngược chiều được trình bày trong hình 8.20. Hơi di chuyển giống như trường hợp xuôi chiều còn dung dịch đi vào nồi 3 và sản phẩm ra khỏi ở nồi 1.

Hình 8.20. Sơ đồ đặc nhiều nồi ngược chiều

Ở đây, vì áp suất nồi trước lớn hơn nồi sau, do đó, dung dịch không tự chảy từ nồi nọ sang nồi kia được mà phải dùng bơm để vận chuyển.

Khi cô đặc ngược chiều thì dung dịch có nhiệt độ cao nhất sẽ đi vào ở nồi đầu, ở đây nhiệt độ lớn hơn nên độ nhớt không tăng mấy. Kết quả là hệ số truyền nhiệt trong các nồi hầu như không giảm đi mấy. Đó chính là ưu điểm của cô đặc nhiều ngược chiều. Ngoài ra, khi cô đặc ngược chiều lượng nước bốc hơi ở nồi cuối sẽ nhỏ hơn khi cô đặc xuôi chiều, dó đó, lượng nước dùng làm ngưng tụ hơi trong thiết bị ngưng tụ sẽ nhỏ hơn.

Khuyết điểm chính của cô đặc ngược chiều là cần phải có bơm để vận chuyển dung dịch.. Hệ thống cô đặc song song 3 nồi được mô tả ở hình 8.21.

Dung dịch đầu vào đồng thời ở các nồi. Sản phẩm cũng đồng thời lấy ra ở mỗi nồi. Hệ thống song song chỉ dùng khi