Описание технологической схемы установки
В современных выпарных установках выпариваются очень большие количества воды. Принцип действия ее сводится к многократному использованию тепла греющего пара, поступающего в корпус установки, путем обогрева каждого последующего корпуса (кроме первого) вторичным паром из предыдущего корпуса. Применяемые схемы многокорпусных выпарных установок различаются по давлению вторичного пара в последнем корпусе. В соответствия с этим признаком установки делятся на работающие под разрежением и под избыточным давлением. Наиболее распространены выпарные установки первой группы. В промышленной практике применяют установки аналогичного типа, обладающие повышенной экономичностью за счет использования тепла пара низкого потенциала. Так, например, иногда обогрев первого корпуса производят отработанным паром из паровых турбин, который является в данном случае первичным паром. При работе под избыточным давлением требуется несколько большая толщина стенок аппаратов, но установка в целом упрощается, так как отпадает необходимость в постоянно действующем конденсаторе паров (небольшой конденсатор используют лишь в период пуска установки). В выпарных установках под давлением труднее поддерживать постоянный режим работы, чем в установках под вакуумом, и для этой цели требуется автоматическое регулирование давления пара и плотности упаренного раствора. Для повышения устойчивости режима работы установок под давлением используют различные схемы. Многокорпусные выпарные установки различаются также по взаимному направлению движения греющего пара и выспариваемого раствора. Кроме наиболее широко распространенных установок с прямоточным движением пара и раствора применяются также противоточные выпарные установки, в которых греющий пар и выпариваемый раствор перемещаются из корпуса в корпус во взаимно противоположных направлениях.В данном проекте рассматривается двухкорпусная прямоточная выпарная установка для выпаривания хлорида кальция, представленная на рисунке 1.1. Такая установка имеет наибольшее распространение, поскольку является наименее энергоемкой.
Исходный раствор из промежуточной емкости 1 центробежным насосом 2 подается в теплообменник 3, где подогревается до температуры, близкой к температуре кипения, а затем – в первый корпус выпарной установки 4. Предварительный подогрев раствора повышает интенсивность кипения в выпарном аппарате.
Первый корпус обогревается свежим водяным паром. Вторичный пар, образующийся при концентрировании раствора в первом корпусе, направляется в качестве греющего во второй корпус 6. Сюда же поступает частично сконцентрированный раствор из 1-го корпуса.
Самопроизвольный перетек раствора и вторичного пара в следующие корпуса возможен благодаря общему перепаду давлений, возникающему в результате создания вакуума конденсацией вторичного пара последнего корпуса в барометрическом конденсаторе смешения 7 (где заданное давление поддерживается подачей охлаждающей воды и отсосом неконденсирующихся газов вакуум-насосом 8).
Смесь охлаждающей воды и конденсата выводится из конденсатора при помощи барометрической трубы с гидрозатвором 9.
Конденсат греющих паров из выпарных аппаратов выводится с помощью конденсатоотводчиков 12.
Принципиальная схема двухкорпусной выпарной установки
1 - емкость исходного раствора; 2, 10 - насосы; 3 - теплообменник-подогреватель; 4,6 - выпарные аппараты; 7 - барометрический конденсатор; 8 - вакуум-насос;
9 - гидрозатвор; 11 - емкость упаренного раствора; 12 – конденсатоотводчик
Рис. 1.1