Способы опорожнения емкостей под вакуумом

[AlexCh]

Доброго Всем времени суток!

Коллеги подскажите способы опорожнения емкостей находящихся под вакуумом (20 – 40 кПа).
Особенности:
откачиваемая среда – жидкость;
откачка в емкость с атмосферным давлением;
откачка жидкости проводится постепенно с постоянным расходом;
температура жидкости – в емкости жидкость находиться при кипении.

Заранее благодарен за любой совет.

[avor]

Тут было излишнее цитирование

ЭЭЭ! Не понял, перекрываем вакуум-линию, стравливаем вакуум в атмосферу(жидкость перестает кипеть) сливаем самотеком в приемник( расход регулирует задвижка) или насосом (расход регулирует насос) Если нужна инертная атмосфера после перекрытия вакуумной линии подключаем линию инертного газа передавливаем инертным газом жидкость в приемник (приемник предварительно продуть инертным газом, вырвнять давление с атмосферой и соединить с атмосферой жидкостным затвором.

Все

В чем проблема-то? Не поняяяятно?

[Polychemist]

Возможно проблема в том, что:
1. Нельзя сбрасывать вакуум и оно должно постоянно кипеть.
2. Откачивать надо постоянной струйкой.

Может использовать некий крррутой насос для жидкостей? Собственно, как я понимаю крутость насоса должна быть не в перепаде давления (1 атм это немного), а в его устойчивости к той жидкости и возможности работать с пузырящейся жидкостью.

[Smol]

Мы в таком случае (если вакуум снимать нельзя) пользовались так называемой "барометрической трубой", то есть жидкость из реактора сама собой сливалась (но можно и скачивать, если жидкость вязкая) на уровень, который был ниже ее уровня в реакторе на 10 метров (это при плотности жидкости 1000 кг/куб.м, а скажем, для ртути эта разница в уровнях - всего 760 мм).
Ну, а скорость слива (откачки) легко регулируется вентилем... Так что ставьте вторую емкость на 10 метров ниже уровня сливного штуцера первого...
И не забудьте в первую емкость (не снимая с нее вакуума) еще и подавать инертный газ, в том самом объеме, который в виде жидкости ежесекундно скачивается во вторую емкость, а то из второй емкости в первую по барометрической трубе воздух "булькать" будет и она (труба) нормально работать не будет

[avor]

И не забудьте в первую емкость (не снимая с нее вакуума) еще и подавать инертный газ, в том самом объеме, который в виде жидкости ежесекундно скачивается во вторую емкость, а то из второй емкости в первую по барометрической трубе воздух "булькать" будет и она (труба) нормально работать не будет

Именно это важнейшее из важнейших замечаний и довольно геморное - запузыривание стока парами кипящей жидкости с непонятными последствиями. Воще говоря, при небольшой вязкости и даже малейших гидравлических толчках почти немзбежное.
Честно говоря, непонятно зачем перекачивать кипящие жидкости?

[Smol]

... Честно говоря, непонятно зачем перекачивать кипящие жидкости?

Это иногда бывает нужно в случае непрерывных процессов... Тогда в первую, кипящую емкость подается не ингаз, а исходное сырье, в том же самом объеме, в котором оно, уже в виде реакционной массы, выходит из сливного штуцера реактора (но обычно при этом ставят не один реактор, а каскад или колонну реакторов, дабы уменьшить "проскок" исходных компонентов в готовую продукцию).
Но в случае периодического процесса Вы абсолютно правы - гораздо проще отключить вакуум, "загасить" его остатки в реакторе ингазом и уже спокойно скачать некипящую жидкость куда надо... Просто редко у кого есть 10 метров высоты, это если только специально такую установку строить

[AlexS]

При вакууме 20-40 КПа для отвода жидкости с плотностью 1,0 достаточно длины бараметрической трубы более 2,0 - 4,0 м соответственно.

[avor]

При вакууме 20-40 КПа для отвода жидкости с плотностью 1,0 достаточно длины бараметрической трубы более 2,0 - 4,0 м соответственно.

по-моему это остаточное давление, те понадобится более 6-8 метров, а не 2-4.

[GoldeYeS]

А как же поступают с кубами ректификационных колонн, работающих под вакуумом? Неужели колонны поднимают на 10 метров от земли?

[Smol]

Я думаю, что там просто кубовый накапливают, а сливают его периодически, когда вакуум снят... Или две такие непрерывные колонны работают поочередно...

[AlexS]

Под остаточным давлением и понимается вакуум.
Расчет длины барометрической трубы следующий:
При нормальном атмосферном давлении высота столба воды в трубе должна быть равна
Н=10,33 x b/760, м
где b - разрежение в аппарате в мм рт. ст.
Кроме этого учитывается, что в барометрической трубе должен быть некоторый напор h, для того чтобы преодолеть все сопротивления и сообщить воде необходимую скорость движения (расчитывается) и учитывается возможность увеличения атмосферного давления. Поэтому высоту трубы следует брать с запасом, равным 0,5-1,0 м.
Т.е., повторюсь с уточнением, при вакууме 20-40 КПа для отвода жидкости с плотностью 1,0 достаточно длины бараметрической трубы 3,0 - 5,0 м соответственно. При более полных исходных данных можно произвести точный расчет.

[Smol]

Коллеги, лень искать, а сколько кПа составляет нормальное атмосферное давление? Или сколько мм рт. ст. составляют эти 20-40 КПа? Тогда все просто - для 760 мм рт.ст. нужно 9,81 м трубы (это без запаса), а для ... мм рт.ст. - Х.
Х легко расчитывается...

[AlexS]

1 атм физ. = 760 мм. рт. ст. = 10,33 м вод. ст. = 103,3 КПа
1 атм тех. = 735,6 мм. рт. ст. = 10 м вод. ст. = 100 КПа
Соответственно для 760 нужна труба не менее 10,33 м (9,81 м это из другой оперы).
А так если не заморачиваться с барометрическими трубами удобнее применять насосы с необходимой высотой всасывания (например шестеренчатые), но это удовольствие не дешевое.

[Smol]

У меня тоже получилось, что при остаточном давлении 20-40 кПа и атмосферном давлении 100 кПа нужно 6-8 метров трубы, чтобы создать уравновешивающий вакуум столб воды...
А не 2-4 метра...

[avor]

Я думаю, что там просто кубовый накапливают, а сливают его периодически, когда вакуум снят... Или две такие непрерывные колонны работают поочередно...

Да вакуумная дистилляция вещь довольно редкая и как правило малотонажная, поэтому обычно колонны периодические.

А если непрерывные, то можно сливать в отвакуумированные емкости. Которые периодически менять, а с них уже сливать, как обычно соединив с атмосферой, самотеком и без кипения.

[Smol]

...А так если не заморачиваться с барометрическими трубами удобнее применять насосы с необходимой высотой всасывания (например шестеренчатые), но это удовольствие не дешевое.

Работать будет, может быть, но нестабильно, плохо, вакуум все равно мешает... Обычно такие насосы все-таки сочетают с барометрической трубой и используют для вязких жидкостей...

[ivasi]

Как вариант - электромеханическая черпалка, которая зачерпывает жидкость и сливает в сопряженную емкость по трубе с краном. После того как начерпалось достаточно кран можно перекрыть а сопряженную емкость отсоединить, выровняв давление. Короче нужна труба с краном, врезанная выше уровня жидкости и механизм подачи жидкости в эту трубу. Хотя можно врезать трубу с краном в дно емкости, тогда будет самотеком литься в емкость после выравнивания давления.

[AlexS]

Расчет длины барометрической трубы приведен, например, в "Основные процессы и аппараты химической технологии" А.Г.Касаткина.

[Iskander]

Я бы поставил насос с системой отсекающих обратных клапанов. Понятно, вихревой или центробежный не прокатят, но плунжерный - вполне. С ингазом можно не заморачиваться: необходимую подкачку создаст кипение самой жидкости. Насос снизу установки, чтобы заполнялся самотёком (при любом раскладе работы). Плунжерный насос может быть одновременно и дозатором.

[AlexCh]

Я бы поставил насос с системой отсекающих обратных клапанов. Понятно, вихревой или центробежный не прокатят, но плунжерный - вполне. С ингазом можно не заморачиваться: необходимую подкачку создаст кипение самой жидкости. Насос снизу установки, чтобы заполнялся самотёком (при любом раскладе работы). Плунжерный насос может быть одновременно и дозатором.

Хорошая идея (проходили ее), но вот стоимость установки возрастает в разы.

Я вероятно мало исходных данных дал:
Установка состоит из 15 -30 колонн работающих в непрерывном режиме с постоянным отбором (не периодисческим).


Всем огромное спасибо за советы!!!