Evaporadores de circulación forzada y de múltiple efecto: funcionamiento

Evaporador de circulación forzada

Evaporador de circulación forzada

Se utiliza una bomba para impulsar el líquido a gran velocidad a través de los tubos, produciéndose poco vapor en cada paso. La mezcla vapor‑líquido choca al salir de los tubos contra una pantalla que tiene una forma especial para provocar la coalescencia de las gotas pequeñas.

En la práctica fabril es corriente emplear una turbina de vapor para accionar la bomba, aprovechándose el vapor de escape de la turbina para calentar el evaporador. En instalaciones pequeñas, se acciona la bomba mediante motores eléctricos.

Evaporadores de múltiple efecto

Las conexiones están hechas de tal forma que el vapor procedente de un efecto sirve como medio de calefacción para el efecto siguiente. Un eyector y un condensador establecen un vacío en el tercer efecto de la serie y retiran los no condensables del sistema. El primer efecto de un evaporador de efecto múltiple es aquél en el que se introduce el vapor vivo y en el que la presión en el espacio de vapor es la más elevada.

El último efecto es el que tiene la presión mínima en el espacio de vapor. De esta forma, la diferencia de presión entre el vapor vivo y el condensador se divide a lo largo de dos o más efectos en un sistema de efecto múltiple.

Cada efecto, por sí solo, actúa como un evaporador de un solo efecto, y cada uno de ellos tiene una caída de temperatura a través de su superficie de calefacción correspondiente a la caída de presión en dicho efecto.

La alimentación diluida entra en el primer efecto, donde se concentra parcialmente, pasa al segundo efecto para una concentración adicional y, por último, en el tercer efecto alcanza la concentración final. La disolución concentrada se extrae del tercer efecto mediante una bomba.

En la operación en estado estacionario, las velocidades de flujo y las velocidades de evaporación son tales que tanto el disolvente como el soluto no se acumulan ni disminuyen en cada efecto.

La concentración de la disolución concentrada solamente se puede modificar cambiando la velocidad de flujo de la alimentación. Si la disolución concentrada es demasiado diluida, se reduce la velocidad de alimentación al primer efecto y, contrariamente, se aumenta si es demasiado concentrada.

Aspectos clave

• Circulación forzada: uso de bomba para aumentar la velocidad del líquido y mejorar la transferencia de calor.
• Múltiple efecto: aprovechamiento del vapor de un efecto para calentar el siguiente y reducir el consumo de vapor.
• Control de concentración: se logra ajustando la velocidad de alimentación.
• Elementos auxiliares: turbina de vapor, eyector, condensador y bombas.

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