Labn.ru

Аппараты, предназначенные для получения двукратно перегнанной воды, работают по принципу двойной перегонки. Первичная перегонка (дистилляция) происходит в первой секции аппарата. В полученный дистиллят добавляют сильный окислитель (раствор перманганата калия) для разложения органических примесей и переводят его во вторую колбу, в которой происходит вторичная перегонка (бидистилляция). Бидистиллят собирают в приемную колбу. Нагревание осуществляется с помощью электрических и других нагревателей, стеклянные водяные холодильники охлаждаются водопроводной водой. Аппараты работают при нормальном атмосферном давлении. Перегоняемая вода контактирует только с деталями из стекла, что обеспечивает получение бидистиллированной воды высокой удельной электропроводности. Качество бидистиллированной воды проверяют кондуктометрическим методом. От качества (жесткости) перегоняемой воды зависит срок, в течение которого не требуется очистка аппаратов.
Расчеты испарителей и холодильников-бидистилляторов не приводятся в данном разделе, их можно найти в специальной литературе, однако эти расчеты необходимо экспериментально проверять при конструировании каждого аппарата.
Бидистиллятор воды БД-2 имеет следующие технические данные:
Производительность,   л/ч   ........
Удельная   электропроводность   воды,   Ом~
•СМ"1...............
Потребляемая мощность, Вт .......
Напряжение,  В ............
Габариты,    мм............
Марка    стекла............
Расход   охлаждающей   воды   при   11—13 °С, л/ч.................
1,5-2
(2-5)-10"' 4000 220
1070Х495ХП55 Типа пирекс
Бидистиллятор состоит из следующих основных узлов: станины, нагревателя, испарителя, электрошкафа. Несущей частью бнднстнллятора является станина 2, представляющая собой сварную конструкцию из труб. Вертикальные трубы 27 и верхние трубы 32 одновременно являются коллектором для подвода и отвода охлаждающей воды и воды, подлежащей перегонке. Для подвода и отвода воды служат штуцеры 24, 25. 28, 33. На станине 2 укреплен столик 3 для приемной склянки 4 и на ней же смонтирован нагреватель 5, состоящий из двух секций. Основной частью нагревателя являются две керамические чаши, в пазах которых уложены проволочные спиральные нагреватели. Керамические чаши установлены в металлическом корпусе с теплоизоляционной набивкой и закреплены асбоцементной плитой. С задней стороны корпуса имеется закрытый крышкой набор клемм 26 для подвода электропитания.
Основная часть бидистиллятора — испаритель — состоит из двух секций: первая секция (правая) служит для первичной перегонки (дистилляции), вторая — для вторичной перегонки ((бидистилляции). Каждая секция состоит из колбы 8, холодильника 15, переходника 1 и регуляторов уровня 7. Первая секция соединена со второй секцией переливной трубкой 13, идущей от первого холодильника 15 к регулятору уровня 7 второй секции, в которую вставлена воронка 14 с краном.
Приемная склянка 4 соединена с холодильником 15 второй секции через переходник 11 и вспомогательный холодильник 10, имеющий предохранительный колпак 30 с отводом 9 для хлор-кальциевой трубки. Основные холодильники 15 — спирального типа, с водяной рубашкой и центральным паропроводником, представляющим собой дефлегматор елочного типа. В верхней части обоих холодильников 15 имеются небольшие отверстия, через которые полость холодильника соединяется с атмосферой, благодаря чему уравнивается давление в системе бидистилля-торов. Для контроля за тепловым режимом в холодильник 15 первой секции помещен сосуд с термоконтактором 16. Переходники / имеют краны для слива воды, регуляторы уровня 7, боковые патрубки для слива излишней воды во время работы, а регулятор уровня правой секции (дистилляции) имеет в верхней части кран 18 для регулирования подачи воды. Все детали испарителя соединены между собой с помощью конусов и сферических шлифов, закрепленных пружинками 29 и зажимами 12. Холодильники 15 закреплены зажимами 17, а регуляторы уровня — зажимами 6.
Аппарат защищен экраном 31 из прозрачного оргстекла, смонтированным на станине. Для уменьшения теплопотерь колбы 8 укрыты утеплителями 19.
Снабжение аппарата электроэнергией и управление процессом бидистилляции осуществляются с помощью электрооборудования, смонтированного в электрошкафу 20, который закреплен на правой стороне станины 2. На лицевой стороне электрошкафа имеются кнопки включения нагревателей 21, сигнальные лампочки 22 и пакетный выключатель 23.
Колбу 8 первой секции заполняют через регулятор уровня 7 до необходимого для работы уровня водой, вытекающей из холодильника 15 (чтобы использовать для питания подогретую воду), включают нагреватель первой секции. Вода испаряется в колбе 8. Пар, проходя через центральный паропровод, представляющий собой дефлегматор елочного типа, попадает в холодильник 15, конденсируется, и конденсат (дистиллят) через переливную трубку 13 с раствором сливается в регулятор уровня 7, а оттуда — в колбу 8 второй секции. После того как колба 8 заполнится дистиллятом, включают нагреватель второй секции (бидистилляции). В эту же колбу вместе с дистиллятом подается из воронки 14 раствор перманганата калия. Процесс испарения во второй секции аналогичен описанному выше. Конденсат (бидистиллят) из холодильника 15 второй секции стекает в приемную склянку 4, дополнительно охлаждаясь во вспомогательном холодильнике 10. Склянка 4 соединена с атмосферой через хлоркальциевую трубку 9.
Мощность нагревателей первой секции несколько больше (примерно на 5 %) мощности нагревателей второй секции, поэтому колба 8 второй секции всегда заполнена достаточным количеством воды, а избыток дистиллята с примесью раствора перманганата калия из колбы 8 второй секции через отвод регулятора 7 сливается в канализацию или, при желании, собирается в отдельный сосуд.

При отсутствии охлаждающей воды пар перестает конденсироваться в холодильнике 15, температура в его верхней части повышается^ и через термоконтактор 16 нагреватели автоматически отключаются. В случае перегорания нагревательных элементов первой секции нагреватель второй секции автоматически отключается, что предотвращает выход из строя второй секции аппарата. К тому же нагреватели второй секции заблокированы и их невозможно включить при отключенных нагревателях первой секции. Таким образом, аппарат может работать практически без надзора в течение длительного времени.
Аппарат для бидистилляции типа RD производительностью 3—5 л/ч выпускается в ЧССР. Он состоит из двух дистилляционных секций. Первичная перегонка осуществляется в первой секции при помощи нагревательных электродов, вторичная — при помощи нагревательного змеевика, помещенного в кварцевую трубку.
Установки для бидистилляции воды производительностью от 2 до 8 л/ч выпускаются в ГДР. На рис. 151 показана установка для бидистилляции воды производительностью 8 л/ч при потребляемой мощности 11000 Вт и расходе охлаждающей воды около 350 л/ч. Вода из водопроводной сети через переливное устройство 5 поступает в испаритель 4, обогреваемый электронагревателями 3. Пари воды поступают в заполненную кольцами Рашига 7 колонку 8, где они очищаются от брызг. Кольца Рашига удерживаются решеткой 6. Пары, проходя через отвод 9, конденсируются в холодильнике 10 и стекают в виде дистиллята через воронку 11 в испаритель /. Кран 2 служит для слива воды.
В испарителе дистиллят испаряется, и пары его конденсируются в холодильнике 12. Бидистиллят собирается в царге 13 и по трубке 14 поступает в колбу-приемник 15.
Заводами Минприбора освоены и серийно выпускаются но-рые, оригинальной конструкции аппараты для бидистилляции Ьоды: бидистиллятор БС и аквадистиллятор АСД-4.
Бидистиллятор стеклянный БС предназначен для получения двукратно перегнанной воды и может использоваться также в качестве дистиллятора производительностью 6,5 л/ч. Он имеет следующие технические данные:
Производительность,   л/ч   ,.,,.,..                  3 Удельная   электропроводность   бидистиллята,
Ом-1-см-1.............,         (2—5)-10
Удельный расход электроэнергии, кВт/л    .   .                  1,85
Мощность,    кВт     ...........                   5,5
Удельный   расход   охлаждающей   воды   при
t = И—13 4С,    л/л..........                25
Напряжение,    В...........          220/380 или
127/220 Габариты, MMS
шкафа..............        645X435X460
блока   управления.........        310X335X135
Масса, кг.....>   ........                29
Бидистиллятор состоит из следующих основных частей: стеклянной испарительно-конденсационной системы, включающей сосуды 8, конденсаторов-холодильников 17, нагревателей 15, каркаса 4 и блока управления 14, имеется автоматическая система поддержания рабочего режима. Бидистиллятор работает по принципу двойной перегонки воды. Перегонка происходит за счет нагрева и испарения воды с помощью электрических нагревателей, помещенных в кварцевые трубки, и конденсации водяного пара конденсаторами-холодильниками. В качестве хладоагента используют водопроводную воду, поступающую после последовательного прохождения конденсаторов-холодильников в нагретом состоянии на подпитку испаряемой воды.
При повышенной жесткости воды необходимо предварительное ее обессоливание.
Каркас бидистиллятора 4 сварен из уголков и закрывается подвижным экраном 3 из оргстекла, стенками 5, поддоном и передней панелью 1, на которой размещены штуцера для подвода и сброса охлаждающей воды и вывода бидистиллята, дистиллята и пара.
Внутри каркаса на поддоне установлена подставка 7 со скобой 6 для крепления сосудов 8 и клеммники 13 для подключения нагревателей 15. Клеммникн закрыты крышками 12. Два держателя 16 предназначены для крепления конденсаторов-холодильников 17, а планка 11 для крепления ротаметра 10.
Электрические нагреватели 15 представляют собой кварцевые трубки с плоским шлифом 18, внутри которых размещены кварцевые трубки 20 меньшего диаметра с навитым на них нагревательным элементом. Внутренние трубки фиксируются асбоцементными втулками 21. Герметичность соединения нагревателей 15 с сосудом 8 обеспечивается уплотнением, состоящим из полого фторопластового и резинового колец и расположенного между шлифами. Плоские шлифы кварцевых трубок 18 соединяются специальными крепежными элементами. Датчики 2 и 9 служат для контроля уровня воды в испарительных со судах и склянке для сбора бидистиллята (дистиллята). Ручки 19 служат для удобства при переносе бидистиллятора. Для соединения бидистиллятора с блоком управления 14 служит розетка, установленная на корпусе бидистиллятора.
Испарительно-конденсационная система со-!стоит из двух секций (I и II): первая служит для первичной дистилляции воды, вторая — для вторичной. Сосуды и конденсаторы-холодильники каждой секции одинаковы.
Сосуд для испарения 4 представляет собой цилиндр, имеющий вверху патрубок со сферическим шлифом для соединения с конденсатором-холодильником 1. Сбоку к сосуду припаян регулятор уровня 7, внутри которого помещена трубка 11 для сброса лишней воды и трубка 10 для датчика уровня. Регулятор уровня имеет два штуцера: один для подпитки испаряемой воды 12, второй 9 для сброса лишней воды в канализацию через штуцер 8, расположенный на передней панели бидис! нллятира,
В сосуде 4 имеются три тубуса  с плоскими шлифами для установки и крепления нагревателей 2.
Вход
Сборник
Конденсатор-холодильник / включает змеевик, наружную рубашку охлаждения и сепаратор с каплеотбойником. Внутренняя полость конденсатора-холодильника с одной стороны имеет патрубок для подсоединения с сосудом 4, с другой стороны — патрубок 14 и переходник 13 для слива дистиллята или биди-стиллята и штуцер для соединения с атмосферой и выброса легколетучих компонентов, выделяющихся при перегонке, и выравнивания давления в испарительно-конденсационной системе. Уровни воды в испарительных сосудах и склянке для сбора бидистиллята (дистиллята) контролируются датчиками 3, состоящими из двух латунных электродов, установленных в пластмассовую втулку. Датчик уровня секции дистилляции, в случае падения давления в сосуде первой секции, отключает нагреватели в обоих сосудах. Датчик уровня секции бидистилляции, в случае падения уровня в сосуде второй секции отключает только вторую секцию.
Датчик склянки для сбора бидистиллята (дистиллята) при достижении установленного уровня отключает обе испарительные секции.
Датчик протока 5 представляет собой стеклянный сосуд с двумя электродами, вставленными в резиновые пробки и находящимися в потоке воды. Датчик протока отключает нагреватели обеих секций бидистиллятора при резком падении давления в водопроводной системе.
Ротаметр 6 служит для определения скорости протекания воды.
Порядок работы на бидистилляторе БС следующий. Включить подачу охлаждающей воды и отрегулировать напор воды, пользуясь ротаметром; включить пакетный выключатель, находящийся на задней стенке блока управления (включение в сеть сигнализируется лампочкой «Сеть»); установить датчик уровня приемной емкости в сосуд для сбора бидистиллята (дистиллята); включить нажимом кнопки «Включено» электрические нагреватели. После окончания работы выключить кнопкой «Отключено» нагреватели и пакетным выключателем отключить бидистиллятор от электрической сети, отключить подачу охлаждающей воды.
Качество воды проверять после того, как аппарат проработает не менее 48 ч.
При работе на бидистилляторе БС следует контрольный уровень воды поддерживать на 10—15 мм выше нагревательных элементов. Не допускать загрязнения бидистиллятора ржавчиной и накипью. Регулярно, один раз в 10 дней, необходимо промывать аппарат хлороводородной кислотой пли другими растворами, удаляющими накипь и ржавчину.
А к в а д и с т и л л я т о р стеклянный двухступенчатый АСД-4, как и бидистиллятор БС, предназначен для получения двукратно перегнанной воды и  имеет аналогичную конструкцию. Технические данные прибора следующие:
Производительность,   л/ч........                   4,8
Удельная   электропроводность   бидистиллята,                            ,
Ом-1-см-1.............          (2—5). 10   "
Удельный  расход электроэнергии,  кВт/л    .    .                   1,5
Мощность,     кВт      ...........                   7,2
Удельный    расход   охлаждающей    воды    при
11 —13°С,   л/л............                 20
Напряжение, В............           220/380 или
127/220 Габариты, мм:
шкафа..............         635X410X435
блока    управления.........         310X340X142
Масса, кг..............                  35