Evaporare și evaporatoare - Lenntech
Principii
Vaporizare
Vaporizarea este schimbarea unei substanțe chimice într-un gaz sau vapori. Practic nu există nicio diferență între termenii gaz și vapori, dar un gaz este utilizat în general pentru a descrie o substanță care apare într-o stare gazoasă în condiții standard de presiune și temperatură, iar vaporii descriu starea gazoasă a unei substanțe care apare de obicei ca un solid sau lichid.
Când căldura este adăugată la un lichid la punctul său de fierbere, cu presiune constantă, moleculele lichidului capătă suficientă energie pentru a depăși forțele intermoleculare care le leagă împreună în stare lichidă și acestea scapă ca molecule de vapori individuale până la finalizarea vaporizării. Temperatura de fierbere a lichidului rămâne constantă până când tot lichidul este transformat în gaz.
Mișcarea termică a unei molecule depășește tensiunea superficială a lichidului și se evaporă, adică energia sa cinetică depășește activitatea funcției de coeziune la suprafață.
Când temperatura este menținută în noul punct pentru o perioadă scurtă de timp, se stabilește rapid un nou echilibru.
Presiunea exercitată de vaporii unui lichid într-un spațiu limitat se numește presiune de vapori. Diferă pentru diferite substanțe la o anumită temperatură, dar fiecare substanță are o presiune de vapori specifică pentru fiecare temperatură. La punctul de fierbere, presiunea de vapori a unui lichid este egală cu presiunea atmosferică. De exemplu, presiunea de vapori a apei, măsurată ca înălțimea mercurului într-un barometru, este de 4,58 mm la 0 ° C și 760 mm la 100 ° C (punctul său de fierbere).
- Concentrația substanței evaporându-se în aer. Dacă aerul are deja o concentrație mare de substanță care se evaporă, atunci substanța dată se va evapora mai lent.
- Concentrația altor substanțe din aer. Dacă aerul este deja saturat cu alte substanțe, acesta poate avea o capacitate de evaporare mai mică.
- Temperatura substanței. Dacă substanța este mai fierbinte, atunci evaporarea va fi mai rapidă.
- Debitul în aer. Acest lucru este parțial legat de punctele de focus de mai sus. Dacă aerul rece se deplasează peste substanță tot timpul, atunci concentrația substanței în aer este mai puțin probabil să crească în timp.
- Forte intermoleculare. Cu cât forțele intermoleculare sunt mai mari, cu atât energia trebuie să fie mai mare pentru a permite evaporarea.
Unitățile de evaporare (sau evaporatoarele) utilizează principiul evaporării pentru tratarea apei de proces, a apelor uzate. Lichidele tipice tratate sunt deversările apoase cu poluanți organici sau anorganici cu o concentrație de cel mult 100 g/L.
Diferite tipuri de evaporatoare pot rezolva diferite probleme de tratare a apei cu diferite performanțe.
Capacitatea de producție variază de la 0,15 la 60 de tone/zi și toate modelele pot concentra apa uzată ajungând cu ușurință la un concentrat de 30% TDS, cu un consum redus de energie.
Evaporatoarele pot manipula, de asemenea, lichide preconcentrate sau detergente, sau acizi concentrați și lichide extrem de corozive. Folosesc pompe de căldură, apă caldă sau abur sau sistemul de recompresie mecanică a vaporilor (MVR), cu circulație naturală sau forțată.