Evaporador tubular de triplo efeito

1. Explicação do conceito principal: O que é um evaporador do tipo "tubular"?

Um evaporador "tipo tubo" refere-se a um evaporador cuja câmara de aquecimento utiliza uma estrutura de casco e tubos. Este é o coração do evaporador, cuja função é fornecer o calor necessário para a evaporação do material.

Estrutura básica: Consiste em um grande invólucro e um feixe interno de tubos paralelos para transferência de calor.

Princípio de funcionamento: Normalmente, o vapor de aquecimento ou o vapor secundário do pré-efeito condensa-se no lado do casco, liberando uma grande quantidade de calor latente; enquanto o material a ser evaporado flui através dos tubos no lado dos tubos, absorvendo calor e sofrendo um aumento de temperatura ou vaporização parcial.

Seleção de materiais: Dependendo da corrosividade e da tendência à formação de incrustações do material, os tubos de transferência de calor podem ser fabricados em aço inoxidável 316L, aço inoxidável duplex 2205/2507, titânio, Hastelloy, etc.

A evaporação de triplo efeito refere-se à conexão em série de três unidades evaporadoras do tipo tubo, de acordo com um padrão de fluxo específico (fluxo concorrente, contracorrente e paralelo), para obter a reutilização da energia térmica em três estágios.

2. Princípio de funcionamento e processo 

O princípio de funcionamento de um evaporador tubular de triplo efeito baseia-se na combinação da evaporação de múltiplos efeitos e da troca de calor tubular. Seu principal diferencial em termos de economia de energia reside na reutilização do vapor secundário.

Tomando como exemplo um processo concorrente comum:

Evaporação de primeiro efeito: O vapor vivo entra pelo lado do casco da câmara de aquecimento de primeiro efeito, condensando e liberando calor. O material passa pelo lado dos tubos e é aquecido até a ebulição. Nesse momento, o primeiro efeito opera a uma temperatura/pressão relativamente alta.

Transferência secundária de vapor: O vapor secundário gerado pela evaporação do primeiro efeito é introduzido no lado do casco da câmara de aquecimento do segundo efeito, servindo como fonte de calor para o segundo efeito.

Evaporação de segundo e terceiro efeitos: O concentrado do primeiro efeito entra no segundo efeito sob diferencial de pressão. Como a pressão de operação do segundo efeito é mantida mais baixa por meio de um sistema de vácuo, o ponto de ebulição do material também é mais baixo, de modo que o vapor secundário do primeiro efeito é suficiente para induzi-lo à ebulição. Esse processo se repete entre o segundo e o terceiro efeitos, com o vapor secundário do segundo efeito servindo como fonte de calor para o terceiro efeito.

Condensação e Descarga: O vapor secundário gerado pelo terceiro efeito entra no condensador de último efeito e é completamente condensado pela água de resfriamento. Após ser concentrado em três estágios, o material atinge a concentração desejada e é descarregado do sistema por uma bomba de descarga.

3. Características técnicas do evaporador tubular de triplo efeito com película descendente:

Alta eficiência de transferência de calor: Película líquida fina, alta turbulência e grande coeficiente de transferência de calor.

Tempo de residência curto: o material passa em uma única passagem, adequado para materiais sensíveis ao calor, como suco, leite, produtos biológicos e farmacêuticos.

Coluna de líquido com baixa pressão estática: Não há elevação do ponto de ebulição devido à pressão estática da coluna de líquido, resultando em uma grande diferença de temperatura efetiva.

Requisitos de prevenção de incrustações de alta qualidade: Adequado para materiais limpos ou com pouca incrustação, que requerem um sistema de limpeza CIP rápido.

Componente principal: O distribuidor de precisão é crucial para o sucesso; ele deve garantir a distribuição uniforme do filme em cada tubo para evitar incrustações na parede seca.