Выпариванием называется процесс концентрирования растворов твердых веществ при температуре кипения путем ча­стичного удаления растворителя в парообразном состоянии. В по­давляющем большинстве случаев выпариванию подвергают вод­ные растворы твердых веществ, и удаляемый растворитель пред­ставляет собой водяной пар, носящий название вторичного пара. Однако рассматриваемые ниже закономерности процесса, методы его инженерного расчета и аппаратурного оформления справедливы также и в тех случаях, когда растворителями яв­ляются другие жидкости. При этом предполагается, что вторичный пар состоит из чистого растворителя, а растворенное твердое ве­щество нелетуче; такое предположение практически вполне оправ­данно.

Концентрирование растворов методом выпари­вания — один из наиболее распространенных технологических процессов в химической, пищевой, металлургической и других отраслях промышленности. Число действующих выпарных уста­новок исчисляется многими сотнями, а суммарное количество вы­париваемой воды в наиболее крупных из них достигает миллиона тонн в год и более. На выпаривание растворов расходуется огром­ное количество тепла, а на создание выпарных установок — де­сятки тысяч тонн углеродистых и легированных сталей, никеля и других металлов. Поэтому в каждом конкретном случае необ­ходима рациональная организация процесса выпаривания, что позволяет обеспечить максимальную производительность выпар­ной установки при минимальных затратах тепла и металла. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ

В литературе описано множество конструкции выпарных ап­паратов, но лишь небольшое число их обусловлено индивидуаль­ными особенностями выпариваемых растворов. Единой класси­фикации этих аппаратов не существует, но представляется целесообразным основывать ее на конструктивном оформлении по­верхности нагрева и свойствах используемого теплоносителя. Наибольшее распространение в промышленности получили выпар­ные аппараты, обогреваемые конденсирующимся водяным паром, реже -- топочными газами и высококипящими органическими теп­лоносителями, очень редко — электрическим током.

Наиболее простыми являются выпарные аппараты в виде вер­тикальных полых цилиндров или чашеоб­разные, снабженные нагревательными рубашками или спи­ральными змеевиками. Эти аппараты отличаются, однако, малой удельной поверхностью нагрева (на единицу рабочего объема), поэтому они громоздки, малопроизводительны и находят приме­нение только в маломасштабных производствах.

Для выпаривания термолабильных и вспенивающихся раство­ров нашли применение пленочные аппараты.

Важнейшими достоинствами пленочных роторных аппаратов являются: кратковременный контакт раствора с поверхностью на­грева, высокий коэффициент теплопередачи, возможность выпари­вания не только высоковязких (до 0,3 мПа-с), но также кристал­лизующихся растворов вплоть до получения сухого остатка (по­верхность нагрева непрерывно очищается лопастями). К числу не­достатков этих аппаратов относятся: ограниченная производи­тельность (поверхность нагрева не превышает 25 м-), сложность конструкции и относительно высокая стоимость.