Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
концентрации щелочи температурная депрессия сильно растет и в условиях работы последнего выпарного аппарате (концентрация щелочи 42—50%) может достигать 35—40 °С. Часть полезной разности температур расходуется на перегрев жидкости, что необходимо для вынесения зоны кипения раствора из трубок греющих камер выпарных аппаратов с целью снижения возможности выпадения соли в трубках. Эти потери сравнительно невелики и составляют примерно 1—2 °С на аппарат.
С ростом числа ступеней в выпарной системе почти в такой же степени увеличивается кратность использования тепла греющего пара и снижается его расход. При переходе от одноступенчатой выпарки к системе из двух или большего числа ступеней полезная разность температур в отдельном выпарном аппарате снижается, так как общая разность температур между греющим и соковым паром в последнем аппарате выпарной системы распределяется между несколькими аппаратами. Помимо того, в каждом аппарате часть общей разности температур теряется на температурную депрессию, перегрев жидкости, а также в связи с падением давления сокового пара в трубопроводах между аппаратами. Поэтому переход к многоступенчатой выпарной системе приводит к необходимости увеличения размеров выпарных аппаратов и поверхности теплопередачи в них. Получаемая при этом экономия греющего пара полностью покрывает увеличение затрат на аппаратуру.
Полезную разность температур в выпарнъгх аппаратах следует выбирать в зависимости от концентрации щелочи в упариваемом растворе. При концентрации щелочи до 20% оптимальная разность температур лежит в пределах 12—20 °С, при концентрации щелочи 35—45% разность температур уже составляет 25—40 °С. Чрезмерное увеличение полезной разности температур нецелесообразно, так как при этом усиливается выделения соли на поверхности теплопередачи, снижается коэффициент теплопередачи и повышается брызгоунос с паром.
Ухудшение работы выпарных аппаратов наблюдается при отложении слоя кристаллов на теплопередающей поверхности. Для устранения вредного действия инкрустации выпарные аппараты регулярно промывают конденсатом.
На практике процесс выпаривания электролитических щелоков ведут в выпарных аппаратах с кожухотрубчатыми подогревателями. Греющий пар подается в межтрубное пространство, а электролитические щелока циркулируют в трубках греющей камеры. Для увеличения коэффициента теплопередачи и предотвращения инкрустации греющих трубок применяются аппараты с интенсивной циркуляцией (скорость выпариваемого раствора в трубках не ниже 1,5—2,5 м/с).
В большинстве выпарных ацпаратов поддерживается естественная циркуляция, возникающая за счет вскипания раствора в греющей камере. Для предотвращения вскипания раствора в самих трубках греющих камер выпарных аппаратов и выпадения солей на поверхности трубок уровень упариваемого раствора должен быть на 0,5—
1;0 м выше верхнего края греющих трубок. Потери полезной разности температур компенсируются увеличением надежности работы -аппарата и возрастанием коэффициента теплопередачи. На рис. 4-28 схематически
Греющий, пар
СомоЗый пар
Вода для
промыбки*
показан выпарной аппарат по с естественной циркуляцией упариваемого раствора, применяемый для выпарки электролитических щелоков на первой стадии выпарки. Греющая камера аппарата диаметром 2000 мм с 614 трубками длиной 2300 мм и диаметром 57x3,5 мм имеет поверхность теплопередачи 244 м2.
В последних моделях выпарных аппаратов диаметр греющей камеры увеличен до 2200 мм, высота камеры до 2580 мм, а диаметр трубок уменьшен до 38 мм. В греющую камеру помещены 1704 трубки, поверхность теплопередачи составляет 450 м2. В верхней расширенной части аппарата помещен центробежный брызгоотдели-тель для отделения капель раствора от сокового пара. Греющая камера лежит на опорах в нижней части корпуса. Для компенсации теплового расширения трубок греющей камеры подвод греірщего пара производится по центральной трубе, уплотненной в корпусе с помощью сальника, образующийся конденсат отводится по трубе с компенсатором.
При разности температур 12—14 °С съем сокового пара с 1 м2 ,поверхности нагрева такого аппарата составляет 30—35 кг/ч.
На последних стадиях упаривания щелочи применяются аппараты как с естественной, так и с принудительной циркуляцией. На стадии окончательного упаривания вязкость растворов сильно возрастает, поэтому целесообразно ставить аппараты с повышенной скоростью циркуляции. В аппаратах с естественной циркуляцией для
Конденсат
ДЛЯ
опорожнения
Упаренный, раствор CCOMHk
Рис. 4-28. Выпарной аппарат с подвесной греющей камерой и естественной циркуляцией щелочи:
1 — греющая камера; 2 — сепаратор; з — подвод воды для промывки аппарата; 4 — центробежный брызгоотделитель; 5 — лазы.
увеличенная циркуляции используются греющие камеры болывдй высоты (до 4000 мм) и устанавливаются над ними камеры вскипания, ограничивающие объем кипящей жидкости. За счет увеличения паро-содержания в камере вскипания возрастает циркуляционный напор.
в тор и чнь/а пар
