Tipos de evaporadores

INSTITUTITO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA INDUSTRIAL

OPERACIONES DE SEPARACIÓN I

TAREA: TIPOS DE EVAPORADORES

TIPOS DE EVAPORADORES.

Los principales tipos de evaporadores tubulares calentados con vapor de agua actualmente utilizados son:
Evaporadores de tubos largos verticales.
(a) Flujoascendente (película ascendente).
(b) Flujo descendente (película descentente).
(c) Circulación forzada.
Evaporadores de película agitada.

EVAPORADORES DE TUBOS LARGOS CON PELICULA ASCENDENTE.
Las partes esenciales son (1) un cambiador de calor tubular con vapor de agua en el lado de la carcasa, y el líquido que se desea concentrar en el interior de los tubos, (2) un separador o espacio devapor para separar el líquido arrastrado por el vapor, y (3) cuando opera como una unidad de circulación, una recirculación para el líquido desde el separador hasta el fondo del cambiador. Existen entradas para el líquido de alimentación y el vapor de agua, y salidas para el vapor, la disolución concentrada, el vapor condensado y los gases no condensables procedentes del vapor de agua.

Lostubos son típicamente de 1 a 2 pulgadas de diámetro y 12 a 32 pies de longitud. El líquido y el vapor ascienden por el interior de los tubos como consecuencia de la acción de ebullición, y el líquido separado retorna al fondo de los tubos por gravedad. La alimentación diluida, con frecuencia a una temperatura próxima al ambiente, entra en el sistema y se mezcla con el líquido que retorna delseparador. La mezcla entra por el fondo de los tubos, sobre la parte exterior de los cuales condensa vapor de agua.

Durante una corta distancia la alimentación que entra en los tubos asciende como líquido recibiendo calor desde el vapor de agua.

Después se forman burbujas en el líquido al comenzar la ebullición, aumentando la velocidad lineal y la velocidad de transmisión de calor. Cerca de laparte superior de los tubos las burbujas crecen rápidamente. En esta zona las burbujas de vapor alternan con masas de líquido que ascienden rápidamente a través de los tubos y salen a gran velocidad por la parte superior.

La mezcla de vapor y líquido que sale de los tubos entra en el separador. El diámetro del separador es mayor que el del cambiador, de tal forma que la velocidad del vapordisminuye rápidamente. Como una ayuda adicional para la eliminación de las gotitas de líquido, el vapor choca y pasa sobre un conjunto de placas deflectoras después de salir del separador. El evaporador que se muestra en la Figura solamente puede operar como una unidad de circulación.

Los evaporadores de tubos largos verticales son especialmente eficaces para concentrar líquidos que tienden a formarespuma. La espuma se rompe cuando la mezcla de líquido y vapor de alta velocidad choca contra las placas deflectoras.

EVAPORADORES DE PELICULA DESCENDENTE.
La concentración de materiales altamente sensibles al calor, tales como el zumo de naranja, requieren un tiempo mínimo de exposición a una superficie caliente. Esto puede conseguirse con evaporadores de película descendente de un solo paso,en los que el líquido entra por la parte superior, desciende por el interior de los tubos calentados con vapor de agua, y sale por el fondo. Los tubos son grandes, de 2 a 10 pulg de diámetro.
El vapor procedente del líquido generalmente es arrastrado hacia abajo con el líquido y sale por el fondo de la unidad. Aparentemente estos evaporadores parecen largos cambiadores tubulares verticales con unseparador de líquido y vapor en el fondo y un distribuidor de líquido en la parte superior.
El principal problema de un evaporador de película descendente es la distribución uniforme del líquido formando una película interior en los tubos. Esto se consigue mediante una serie de placas metálicas perforadas situadas sobre una placa tubular cuidadosamente nivelada, por medio de inserciones en los...