Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
Полученные экспериментальные данные послужили основой для проектирования опытно-промышленной градирни инжекционного типа.
Краткая характеристика известных конструкций инжекцион-ных градирен, составленная по описаниям советских и иностранных изобретений, приведена в работе [72].
В результате экспериментальных и патентных исследований была сконструирована и построена в одном из действующих цехов
Рис. VI. 16. Зависимость количества испаренной воды от начальной температуры жидкости rDX:
Кривая
Рф, МПа
(1с, мм
Кривая
Рф, МПа
'1C- мм
/
0,392
6
4
0,392
з
2
0,196
6
-J
0,196
3
3
0,098
G
6
0,098
3
Рис. VI.17. Опытно-промышленная градирня инжекционного типа:
/ — корпус; 2 — водосборный бассейн; 3 — окно; 4 — нижняя полка; 5 — верхняя полка; б — форсунка; 7 — коллектор; 8 — насос; 9 — задвижка; 10 — вентиль.
карбамида опытно-промышленная градирня инжекционного типа; промышленная реализация инжекционной градирни для испарения сточных вод осуществлена впервые в мировой практике.
Градирня изображена на рис. VI. 17. Аппарат рассчитан на расход циркулирующей воды 100 м3/ч, давление воды перед форсунками — 0,392 МПа. Форсунки расположены на таком расстоянии между собой, чтобы факелы перекрывали друг друга. Благодаря этому исключается проскок воздуха в обратном направлении и не допускаются конвективные циркуляции нагретого увлажненного воздуха. Для снижения брызгоуноса площадь
поперечного сечения выбрана с учетом скорости витания капель жидкости (которую определяли по общепринятой методике); кроме того, в верхней части градирни установлена брызгоотбой-ная проволочная сетка. Из анализа всех известных вариантов инжекционных градирен [72] можно заключить, что созданный в производстве карбамида аппарат выгодно отличается простотой конструкции.
При испытаниях опытно-промышленного аппарата перепад температур охлаждаемой воды At составил 10—25 0C Как важный фактор, существенно влияющий на интенсивность процесса испарения и охлаждения воды, следует отметить большое количество инжектируемого воздуха. Фактический коэффициент инжекции /С„„,к составил 1200—1400.
Как и ожидалось, на испарительную способность градирни сильно влияют параметры атмосферного воздуха. Диаграмма зависимости степени испарения воды от при различных параметрах воздуха приведена на рис. VI. 18. Диаграмма построена
О'-1--1-1-1_і_і
10 U 16 19 22 25
At10C
Рис. VI. 18. Зависимость степени испарения воды (в % от циркуляционного расхода) от At при Л'инж = 1300 и следующих значениях энтальпии І, кДж/кг сухого воздуха и влагосодержания воздуха X', кг/кг сухого воздуха:
1—5 — і = 37,6812; Г —5' — і = 50.2416; 1, 1' — X' = 0,0061; 2,2' — X' — 0.ОО7І; 3, 3' — X' = 0,0081; 4, -У — X' = 0,0091; 5, 5' — X' = 0,0102.
по результатам испытаний градирни в летний период; основные показатели работы внутреннего водооборотного цикла для этого периода представлены ниже:
Концентрация карбамида, % (масс.)
В свежей сточной воде............. 0,4—0,7
в воде внутреннего цикла........... 5—10
Коэффициент инжекции Кинж............. 1300
Температура, °С
атмосферного воздуха............. 16—24
воды на входе в градирню........... 44—64
воды на выходе из градирни.......... 28—40
Степень испарения воды, % от циркуляционного расхода 1,5—3,5
Относительная влажность атмосферного воздуха, % . . 40—70
Количество испаренной воды определяли расчетным путем из уравнений теплового и материального балансов. Из рис. VI. 18 следует, что по испарительной способности инжекционная градирня имеет характеристики, аналогичные показателям градирен других известных типов.
Как установлено при испытаниях инжекционной градирни, несмотря на высокий коэффициент инжекции воздуха, концентрация NH3 в воде цикла после градирни при температуре окружающего воздуха 4 0C составляет около 0,2%, а при 25 0C — 0,15%. По-видимому, существенным фактором, определяющим количество растворенного NH3, является присутствие в сточной воде примеси CO2.
При создании внутреннего водооборотного цикла (наряду с испарением сточной воды и утилизацией при этом низкопотенциального тепла) важнейшая задача — предотвращение потерь примесей CO(NH2), и NH3. Для достижения этой цели необходимо, чтобы: а) не было брызгоуноса; б) часть воды из циркуляционного контура (в виде раствора карбамида и аммиака) поступала в систему рекуперации непрореагировавшего сырья, например, в зону абсорбции — конденсации газов дистилляции; в) не происходила отдувка NH3 из сточных вод инжектируемым воздухом.
Судя по разработкам Запорожского филиала НИИОГАЗ и других организаций, современная техника располагает доступными средствами практически полного устранения брызгоуноса. При отсутствии брызгоуноса карбамид будет целиком утилизирован, если из циркуляционного контура градирни отводить часть по-Сс" в
тока дрец = qc- „ —, где qc, в — количество свежих сточных
вод, поступающих в цикл, т/ч; —^--соотношение концентра-
