Материальный баланс процесса выпаривания

Количество выпаренной воды по корпусам или концентрация раствора определяется из уравнения материального баланса выпаривания, которой составлено без учета потерь раствора:

где ?нач и ?кон – начальное и конечное количество раствора, кг/ч; W – количество воды, выпаренной из раствора, кг/ч.

Обозначив через w количество выпаренной воды на 1 кг раствора начальной концентрации, кг/кг; Gсух – масса сухого (безводного) растворенного вещества, кг/ч; bнач и bкон – начальную и конечную массовую концентрацию раствора, % общего веса, получим:

Из этих уравнений определяем:

и

Поскольку обычно расчет ведется на 1 кг раствора начальной концентрации, преобразуем последнее выражение к следующему виду:

Выражение (3.7) является основным уравнением материального баланса для определения количества выпаренной воды.

Если заданы количество выпаренной воды, начальная концентрация и начальной количество раствора, то концентрация раствора по корпусам определяется из следующих соображений. Обозначив искомую концентрацию раствора в первом корпусе через b1, согласно предыдущему напишем:

и

где W1 – количество воды, выпаренной в первом корпусе.

Для любого корпуса формула примет вид:

где Σ??1 – количество испаренной воды в n-корпусах.

Изменение весовой концентрации раствора в аппарате неравномерно и зависит от количества испаренной воды и начальной концентрации раствора. Например, для повышения концентрации 1 кг 10%-ного раствора до 50%-ного требуется выпарить 0,8 кг воды, а для дальнейшего повышения его концентрации от 50% до 100% – только 0,1 кг.

Разница в количествах выпаренной воды в двух приведенных примерах при одинаковом повышении концентрации раствора с 50 до 100% объясняется тем, что после выпаривания в первом случая получаем 0,1 кг сухого остатка, а во втором 0,3 кг.