Évaporation Equipement

La conception de l'évaporateur à circulation forcée est utilisée dans plusieurs configurations dans les applications industrielles de cristallisation. Une large gamme de produits chimiques industriels et de sels inorganiques nécessite des systèmes d'évaporation cristallisante robustes. Le fluide d'alimentation est introduit dans le système, recirculé et chauffé jusqu'au point d'ébullition. Au fil du temps, le produit est progressivement concentré dans le système jusqu'à ce que la concentration requise et les paramètres de taille des cristaux soient atteints. La taille des cristaux est fonction du temps de séjour (TR) autorisé par la taille du récipient. Il est avantageux d'effectuer un protocole d'essai au cours de la phase de conception afin de déterminer le temps de séjour optimal associé à la taille de cristal souhaitée. 

Une dérivation de la conception de l'évaporateur à film tombant, utile pour limiter la hauteur totale du système, est la conception à film ascendant/chutant. RCM Thermal Kinetics utilise une conception exclusive d'évaporateur à film ascendant/descendant. Outre la réduction de la hauteur, un autre avantage est l'élimination de la tête de pompage et de la tuyauterie supplémentaires utilisées dans la conception d'un évaporateur à film tombant. La conception exclusive de RCM Thermal Kinetics fonctionne comme suit : 

• Une petite partie des tubes de l'échangeur de chaleur par évaporation est utilisée dans la passe ascendante. 
• Ce premier passage d'ébullition génère un flux biphasé de liquide et de vapeur à grande vitesse. 
• Le flux biphasé s'auto-distribue à travers la feuille de tube jusqu'au passage du film tombant. 
• Par conséquent, l'encrassement et le colmatage au niveau de la plaque du tube supérieur sont considérablement réduits. 

L'un des premiers modèles d'évaporateur "moderne", l'évaporateur à film ascendant utilise un échangeur de chaleur à plaques ou un échangeur de chaleur vertical à calandre et à tubes avec le fluide de traitement dans les tubes. Lorsque le liquide bout, il crée un film à l'intérieur de la plaque ou du tube en raison du volume de vapeur généré. Comme pour toute conception de type film, l'augmentation du coefficient de transfert de chaleur qui en résulte améliore l'efficacité, ce qui se traduit par une réduction de la surface de transfert de chaleur nécessaire. Le système hydraulique offre un avantage pour le traitement de produits plus visqueux. Les évaporateurs à film ascendant sont compacts et leur fonctionnement est très simple par rapport à d'autres modèles. 

L'évaporation est un processus qui consomme beaucoup d'énergie. Lors de la conception, il faut veiller à utiliser un modèle qui soit non seulement adapté au fluide traité, mais qui tienne également compte de la conservation de l'énergie.

Évaporation à effets multiples

L'ensemble des fonctions de l'évaporateur (quantité d'eau ou de solvant éliminée) peut être réparti entre plusieurs effets d'évaporation. La séparation des tâches est combinée à un gradient de pression dans l'ensemble de l'évaporateur pour permettre la réutilisation de l'énergie dans le système. La figure montre comment fonctionne le concept d'évaporateur à effets multiples. Essentiellement, l'économie de vapeur du système est linéaire par rapport à la quantité d'effets utilisés dans une conception. En fonction des limitations du procédé, les conceptions à effets multiples sont généralement limitées à environ 7 effets. 

Recompression thermique de la vapeur (TVR)

Le TVR peut être utilisé sur un évaporateur à effet unique pour augmenter l'économie de vapeur ou en conjonction avec une conception à effet multiple pour améliorer encore l'économie de vapeur du système. Le TVR utilise de la vapeur à haute pression en conjonction avec de la vapeur industrielle pour conduire le processus d'évaporation.