Выпарная установка

 

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в глиноземном производстве для упаривания алюминатного раствора. Сущность изобретения: установка состоит из четырех выпарных аппаратов (корпусов), насосов для перекачивания раствора, теплового насоса, подогревателя и трубопроводов. 1 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в глиноземном производстве для упаривания алюминатного раствора.

Известна многокорпусная выпарная установка (батарея) [1] со смешанным током раствора, состоящая из баромконденсатора, насосов и четырех отдельных выпарных аппаратов, соединенных растворными и паровыми трубопроводами. Кроме того, каждый корпус (аппарат) снабжен трубопроводом для отвода конденсата из межтрубной части. Пар подается последовательно из корпуса в корпус (от первого до четвертого), а из последнего вакуумного корпуса пар отводится в баромконденсатор, где конденсируется потоком оборотной воды, циркулирующей между баромконденсаторами выпарных батарей и градирнями. Раствор между корпусами движется по схеме: 3 - 4 - 2 - 1, но могут быть и другие схемы. Такая батарея может быть использована в глиноземном производстве для упаривания высокодепрессионного и кристаллизующегося алюминатного раствора.

Недостатком установки является то, что конденсация низкотемпературного вторичного пара полностью осуществляется в баромконденсаторе. Это вызывает необходимость оборотного водоснабжения, поток которого превышает приблизительно в 15-18 раз производительность последнего корпуса по выпаренной воде. Такая схема конденсации вакуумного корпуса дает большие потери тепла, так как охлаждение воды в градирнях идет при теплообмене с атмосферой. Кроме того, необходимы большие капитальные затраты на строительство градирен и моющие насосы, а также затраты на содержание оборотного цикла. Все это снижает эффективность (экономичность) работы таких выпарных установок.

Известна многоступенчатая выпарная установка [2] для осуществления способа опреснения морской воды. Установка состоит из выпарных аппаратов с вынесенной из греющих трубок зоной кипения, поверхностного конденсатора, пароэжекторного блока, мерных бачков, конденсатных насосов, насосов морской воды и самоиспарителя.

Недостатком установки, осуществляющей данный способ, является ее узкая специализация, т. е. невозможность широкого применения, так как конденсация низкотемпературного вторичного пара, выходящего из последнего корпуса (секции), осуществляется в поверхностном конденсаторе за счет нагрева исходной морской воды, начальная температура которой обычно не высока (18-23^оС).

Для упаривания же, например, алюминатного (маточного) раствора глиноземного производства с температурой 60-63^оС данная установка не годится, так как пар последней секции с температурой 53-55^оС не сможет нагреть раствор и сконденсироваться.

Целью изобретения является повышение технологических возможностей выпарной установки.

Указанная цель достигается тем, что установка снабжается компрессором (тепловым насосом), размещенным на паропроводе между сепаратором последнего корпуса (секции) и подогревателем (поверхностным конденсатором).

На чертеже дана принципиальная схема предлагаемой выпарной установки.

Установка состоит из четырех секций, состоящих из сепараторов 1 и кипятильников 2, кожухотрубного подогревателя 3, растворных насосов 4, 5, теплового насоса (турбокомпрессора) 6, а также паровых и растворных трубопроводов 7, 8.

Установка работает следующим образом.

Исходный раствор при температуре 60-63^оС подается в подогреватель 3, а затем в третью секцию батареи и далее прокачивается при помощи насосов 4, 5 и за счет разности давлений по остальным секциям. Упаренный раствор выходит из продукционной первой секции. Острый пар подается в греющую камеру (кипятильник) 2 первой секции; соковый (вторичный) пар идет последовательно из секции в секцию. Из сепаратора 1 последней четвертой секции соковый пар по трубопроводу 7 подается в подогреватель 3. При этом пар, имея начальную температуру 53-55^оС, что соответствует вакууму в сепараторе 1 четвертой секции, равному 0,15-0,16 ата, сжимается в компрессоре 6 до температуры 78-80^оС, т. е. на 25^оС выше начальной. Доводить исходный раствор до кипения (приблизительно 85-87^оС) в подогревателе 3 совсем не обязательно. Необходимо лишь догреть его до температуры, близкой к кипению. А главное, необходимо сконденсировать сжатый пар вакуумного четвертого корпуса. Сжатый вторичный пар в подогревателе 3 глухого нагрева отдает тепло исходному раствору и конденсируется, не смешиваясь с последним. Конденсат передается по назначению, например возвращается на ТЭЦ. При этом полнота конденсации пара достигается, кроме разности температур, поверхностью теплообмена, коэффициентом теплопередачи, а также количеством раствора и самого пара. В случае, если полной конденсации пара в подогревателе 3 нельзя достичь, по тем или иным причинам, то "проскоковый" пар направляется в баромконденсатор. При этом количество оборотной воды, подаваемой в него, будет уже значительно меньше.

Таким образом предлагаемая многосекционная (многокорпусная) выпарная установка, способная экономично упаривать высокодепрессионные растворы, позволяет избавиться от оборотного водоснабжения, только содержание которого (например, по данным планового отдела Богословского алюминиевого завода) составляет 0,43 руб. на 1 т выпаренной воды. (56) 1. А. И. Лайнер. Производство глинозема, ГосНТИ литературы по черной и цветной металлургии, М. , 1961, с. 304, рис. 107.

2. Авторское свидетельство СССР N 220871, кл. B 01 D 1/00, 1965.

Формула изобретения

ВЫПАРНАЯ УСТАНОВКА, содержащая последовательно соединенные секции с сепараторами и кипятильниками, подогреватель исходного раствора, соединенный посредством паропровода с сепаратором последней по пару секции, насосы и трубопроводы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, установка снабжена компрессором, размещенным на паропроводе между сепаратором последней секции и подогревателем.

РИСУНКИ

Рисунок 1