Способ очистки выпарных аппаратов

 

О П И С А Н И Е (и) 462972

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Свез Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.07.72 (21) 1814988/23-26 с присоединением заявки Хе (23) Приоритет

Опубликовано 05.03.75. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 20.05,75 (51) M. Кл. F 28g 9/00

С 23g 5/02

В 01с1 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 66.048.54 (088.8) да делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В. А. Ошман, |О. A. Сибирцев, А. Ф. Рябинина и С. И. Ремпель (71) Заявитель

Уральский лесотехнический институт (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВЪ|ПАРНЫХ АППАРАТ

Изобретение относится к области очистки выпарных аппаратов от органических отложений при выпарке сульфитного щелока и его производных: сульфитноспиртовой барды и дрожжевой бражки.

В настоящее время выпарка указанных растворов в производственных условиях производится в обогреваемых паром выпарных аппаратах, состоящих из греющей камеры, сепаратора для сепарации образующегося вторичного пара от брызг увлеченного раствора и циркуляционной трубы. Греющая камера содержит обычно 600 — 800 трубок диаметром

28 — 32 мм, завальцованных в трубные решетки. Греющий пар подается в межтрубное пр остр а яство гр ею щей к ам ер ы.

Выпарка сульфитных щелоков, бражки и барды производится в многокорпусных выпарках, состоящих из 6 — 8 последовательно включенных выпарных аппаратов, выполненных из кислотостойкой стали. Свежий пар поступает в греющую камеру только первого выпарного аппарата; пар, образующийся при испарении щелока (бражки или барды), в первом выпарном аппарате (вторичный или соковый пар), содержащий, кроме водяных паров, еще летучие продукты (в их числе фурфурол, альдегиды, органические кислоты и т. д.), поступает в греющую камеру второго выпарного аппарата, т. е. служит для второго выпарного аппарата греющим паром. Вторичный или соковый пар, образующийся при испарении сульфитного щелока (бражки или барды), во втором выпарном аппарате, служит греющим паром для третьего выпарного аппарата и т. д.

При такой выпарке на внешних поверхностях греющих трубок, обогревающихся вторичным паром, образуются органические от10 ложения (в отличие от минеральных отложений на внутренних поверхностях греющих трубок, соприкасающихся с упариваемым раствором) .

Органические отложения образуются из ле15 тучих продуктов, содержащихся во вторичных парах, и представляют собой черную, густую, нерастворимую в воде массу, по внешнему виду и консистенции напоминающую деготь.

Механизм образования и состав этих органи20 ческих отложений до настоящего времени не был известен.

Поскольку органические отложения обладают малым коэффициентом теплопроводности, то наличие их на поверхности трубок

25 сильно ухудшает передачу тепла от конденсирующихся вторичных паров через стенку греющих трубок к упариваемому раствору, в результате чего производительность выпарных аппаратов сильно понижается, что вы30 нуждает останавливать их на чистку от орга462972

Составитель А, Тарасов

Редактор В. Смирягина Техред А. Камышникова Корректоры: Т. Добровольская и 3. Тарасова

Заказ 1152/17 Изд. Ке 521 Тираж 740 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 475

Сапунова, 2

Типография, пр.

3 нических отложений. Механическая очистка внешних поверхностей греющих трубок практически невозможна из-за того, что конструкция греющих камер является неразборной и из-за взаимного экранирования трубок (между трубками нельзя поместить никакой очищающий инструмент) . Поэтому в производственных условиях очистка греющих трубок от органических отложений осуществляется растворением их в концентрированной азотной кислоте. При промывке греющая камера заполняется 50 — 60 /о -ной азотной кислотой, а кислота, являясь при данной концентрации сильным окислителем, разрушает органические отложения, переводя их в растворимые соединения. Кислота после использования сливается в канализацию. Греющие камеры выпарных аппаратов промывают 4 — 6 раз в год.

Основным недостатком существующего способа очистки греющих трубок от органических отложений является кислотная коррозия аппаратов, причиной которой является образование серной кислоты во время промывки за счет окисления азотной кислотой компонентов отложений, содержащих серу и ее соединения. В результате концентрация серной кислоты в промывном растворе 5 — 10 /о. Серная кислота такой концентрации является агрессивной средой, способной растворять кислотостойкие стали. Действие серной кислоты еще более усугубляется присутствием в растворе азотной кислоты (смесь серной кислоты и окислителя — азотной кислоты растворяет сильнее, чем каждая из этих кислот порознь). Кроме того, во время промывки концентрация азотной кислоты уменьшается с 50 — 60 /о до 26 — 30 /о за счет расходования ее на окислительные реакции, вследствие чего окислительная способность кислоты сильно снижается и взамен ее появляются явно выраженные коррозионные свойства, присущие разбавленным кислотам (концентрированная азотная кислота обладает сильными окислительными свойствами, но не разъедает металл).

Таким образом, во время промывки выпарных аппаратов в промывном растворе образуется очень агрессивная смесь двух кислот: серной и азотной, растворяющее действие которых на кислотостойкую сталь еще более усугубляется высокой температурой промывного раствора, возникающей в результате протекания химических реакций при разложении органических отложений.

4

Для предотвращения коррозии аппаратов и загрязнения сточных вод предложено в качестве растворителя использовать спиртовощелочную смесь, которую при нагревании пропускают через греющую камеру со стороны вторичных паров.

Такая смесь не обладает агрессивными свойствами по отношению к металлу и быстро, в течение нескольких минут, растворяет отложения. Технический этиловый спирт не является для целлюлозно-бумажных комбинатов дефицитным, так как является побочным продуктом при переработке древесины.

Кроме того, спиртово-щелочной раствор можно использовать многократно для растворения отложений.

Пример. 10 г органического осадка вносят в стакан, содержащий 100 мл смеси, состоящей из 9 частей 96 /о-ного технического этилового спирта и 1 части 30%-ного раствора едкого натра (NaOH) при температуре

70 С. Органические отложения растворяются в течение 3 — 5 мин при слабом перемешивании раствора, причем механическое размельчение осадка не производят.

При использовании в промышленных условиях предлагается спиртово-щелочную смесь заливать в греющую камеру выпарного аппарата со стороны вторичных паров (как в случае азотной кислоты) и осуществлять циркуляцию растворителя в камере внешним насосом. Следовательно, внедрение предложенного способа очистки поверхности греющих трубок не потребует дополнительных конструктивных разработок. Следует отметить, что механизм растворения органических отложений спиртово-щелочной смесью принципиально отличается от механизма растворения азотной кислотой: азотная кислота разрушает отложения, т. е. является реагентом„ а спиртово-щелочная смесь переводит отложения в раствор без химического разрушения.

Предмет изобретения

Способ очистки выпарных аппаратов от органических отложений при выпарке сульфитных щелоков, барды и бражки путем промывки греющей камеры выпарного аппарата растворителем, отли ч а ю щи и ся тем, что, с целью предотвращения коррозии аппаратов и загрязнения сточных вод, в качестве растворителя используют спи ртово-щелочную смесь, которую при нагревании пропускают через греющую камеру со стороны вторичных паров.