Condensator barometric

1.Condensator barometric

Numeroase scheme¬ tehnologice implică condensarea vaporilor proveniți din operații de încălzire, fierbere, evaporare (concentrarea soluțiilor), uscare, distilare, rectificare, răcire mecanică.

Condensarea este procesul termodinamic prin care agentul frigorific își schimbă starea de agregare din vapori în lichid, cedînd căldură sursei calde, reprezentate de aerul sau apa de răcire a condensatorului. Condensarea realizează efectul util în pompele de căldură. Uneori răcirea condensatorului este realizată mixt, de aer și apă împreună.

Scopul condensării este multiplu:

a) Îndepărtarea vaporilor din instalația care i-a produs (numai în instalații mici sau rudimentare vaporii sînt lăsați să se degajeze în atmosferă);

b) Recuperarea vaporilor, prețioși, în stare lichidă;

c) Menținerea unei depresiuni (vid) în instalație (condensarea este însoțită de eliminarea prin pompe de vid a gazelor necondensabile).

Pentru prelucrarea căldurii latente de vaporizare și uneori a căldurii sensibile de răcire a condensatului, industria chimică folosește, în majoritatea cazurilor, apa de răcire și numai în cazuri excepționale aerul. Pentru răcirea la temperaturi joase se folosesc și alți purtători de căldură.

De regulă, în cazul răcirii cu aer, condensarea se realizează în interiorul țevilor, în aparate construite din serpentine, iar în cazul răcirii cu apă, condensarea se realizează în spațiul dintre un fascicul de țevi și manta, în aparate de constucție multitubulară, cel mai adesea orizontale.

Aparatele în care se realizează condensarea se numesc condensatoare.

Condensatoarele se clasifică din următoarele patru puncte de vedere:

— după modul de transmitere a căldurii, în:

a) condensatoare de suprafață sau indirecte, în care vaporii și condensatul sînt separați de agentul de răcire printr-un perete metalic;

b) condensatoare de amestec sau directe, în care apa (sau alt lichid) de răcire se amestecă cu vaporii.

— după modul în care se evacuează condensatul și gazele necondensabile, în:

c) condensatoare umede, la care aceeași pompă evacuează simultan atît condensatul cît și gazele necondensabile;

d) condesatoare uscate, la care evacuarea gazelor necondensabile se face cu o pompă de vid, separat de evacuarea condensatului (amestecat sau nu cu apa de răcire).

— după sensul reciproc de curgere a vaporilor și a apei de răcire, în:

a) condensatoare în curent paralel;

b) condensatoare în contracurent.

— după curent de evacuare a condensatului (fără sau împreună cu apa de răcire), în:

a) condensatoare barometrice, la care evacuarea condensatului se face printr-o coloană barometrică, fără pompă;

b) condensatoare la nivel inferior, la care evacuarea condensatorului se face cu o pompă.

Majoritatea combinațiilor între variantele ultimelor trei criterii de clasificare sînt posibile, cele mai frecvente sînt: a) pentru instalații mici; condensatoare la nivel inferior, umede, în curent paralel și b) pentru intalații mari: condensatoare barometrice, uscate, în contracurent.

Alegerea condensatoarelor după primul criteriu de clasificare se face ținînd seamă, pe de o parte, că schimbătorul de căldură prin amestecul celor două fluide – vapori și apa de răcire – este mai complet și mai convenabil din punct de vedere economic, și că, pe de altă parte, atunci cînd condensatul este prețios (uneori chiar apa condensată este prețioasă) trebuie să se accepte condensatoarele de suprafață , care nu se amestecă condensatul rezultat din vapori, cu apa de răcire.

Cînd vaporii care trebuie să fie condensați sîn alcătuiți dintr-un singur component, condensarea la o anumită presiune se realizează la temperatură constantă – temperatura de condensare egală cu temperatură constantă – temperaturua de condensare egală cu temperatura de fierbere, iar după condensare urmează răcirea. Dacă vaporii care trebuie condensați sînt formați din condensare urmează răcirea. Dacă vaporii care trebuie condensați sînt formați din doi sau mai mulți componenți (exemplu amestec vapori de alcool etilic – apă) condensarea amestecului la presiune constantă nu se mai poate realiza la o temperatură unică, deoarece vor începe să acționeze legile echilibrului vapori-lichid pentru amestecul respectiv. La început va condensa amestecul mai sărac în component volatil decît vaporii și vaporii se vor îmbogăți în component volatil. Avem o condensare parțială prin care se obține condensat de altă compoziție decît a vaporilor din care provin. Dacă se continuă condensarea pînă ce condensează toți vaporii, se realizează o condensare totală și dacă condensatul se colectează împreună, el are aceeași compoziție cu vaporii din care a provenit. Condensarea parțială se aplică industrial la aparatele de distilare și rectificare în industria spirtului și băuturilor, unde se urmărește obținerea unui condensat mai sărac în component volatil care se întrebuințează ca reflux extern în coloanele de rectificare.