ПРОТИВОТОЧНАЯ ВЫПАРНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2003 года по МПК B01D1/26 

Изобретение относится к производству глинозема, конкретно к установкам для выпаривания алюминатных растворов.

Известна четырехкорпусная выпарная установка смешанного тока по схеме 3-4-12 (патент РФ 2093235), включающая пленочные выпарные аппараты, в которых кипятильники расположены над сепараторами, внутри сепараторов встроены поплавковые регуляторы уровня и циркуляционные насосы, причем трубопровод насоса соединен с сепаратором через один аппарат с сепаратором или растворной камерой выпарного аппарата, работающего под более высоким давлением.

Установка имеет следующие недостатки:
- соединение трубы насоса с сепараторами или растворной камерой снижает эффективность работы выпарных аппаратов, т.к. попадание в оросительное устройство более холодного (30-40^oС) раствора вызовет движение пара для нагрева раствора в противоположном направлению стекающей пленки раствора, что снизит теплопередачу и ухудшит распределение раствора по трубкам;
- соединение трубы насоса с сепаратором или растворной камеры через соседний выпарной аппарат значительно увеличивают удельные расходы на тонну упаренной воды электроэнергии и пара.

В выпарных аппаратах с падающей пленкой и принудительной циркуляцией большой расход электроэнергии на циркуляцию раствора.

При использовании циркуляционных насосов для перекачки потребовалось увеличить напор циркуляционных насосов в 1,6-1,8 раза за счет использования конструкции выпарного аппарата с расположением кипятильника над сепаратором, что увеличило высоту подъема раствора на высоту сепаратора и соответственно расход электроэнергии.

Наиболее близкой по существу является противоточная выпарная установка (патент Франции 1511081), включающая контактные подогреватели, ряд самоиспарителей, трубчатые пленочные выпарные аппараты с насосами для циркуляции, перекачки раствора и трубопроводами с регуляторами уровня, соединенные с рядом самоиспарителей.

В этой установке соединения переточных насосов с контактными подогревателями исключают существенный недостаток установки по патенту РФ 2093235. Снижение теплопередачи в выпарных аппаратах за счет торможения движения стекающей по трубкам пленки раствора и исключение перекачки раствора через выпарной аппарат резко снижает (в 2-2,5 раза) удельный расход электроэнергии на циркуляционных насосах и снижает удельный расход пара на тонну упаренной воды.

Недостатками установки по патенту Франции являются:
- большое число насосов для перекачки раствора между выпарными аппаратами;
- непроизводительный расход электроэнергии для регулирования уровня раствора в аппарате из-за установки регулятора на нагнетающем трубопроводе насоса (запас мощности насоса на регулирование) и на подъем раствора на высоту сепаратора при его нижнем расположении между греющими трубками и насосами.

Технической задачей изобретения является исключение расхода электроэнергии на регулирование уровня в выпарных аппаратах и подъем раствора на высоту сепаратора.

Технический результат достигается тем, что в противоточной выпарной установке, включающей подогреватели, выпарные аппараты, состоящие из кипятильника с сепаратором, с насосами и трубопроводами для циркуляции раствора, соединенные с рядом самоиспарителей, в каждом выпарном аппарате сепаратор установлен рядом с кипятильником и нижняя часть его соединена с нижней частью кипятильника, при этом высота кипятильника выбрана из расчета преодоления столбом находящейся в нем жидкости разницы давления между соседними выпарными аппаратами, а трубопровод для циркуляции раствора выпарного аппарата соединен с подогревателем последующего выпарного аппарата.

Трубопроводы для циркуляции раствора каждого выпарного аппарата соединены с подогревателем последующего выпарного аппарата через регулятор уровня раствора в выпарном аппарате.

На чертеже представлена противоточная выпарная установка.

Установка состоит из пленочных трубчатых выпарных аппаратов 1 с насосами 2 и трубопроводом 3 для циркуляции раствора, рядом стоящими сепараторами 4 и греющими трубками 5 с длиной, рассчитанной на образование напора насоса 2 для одновременного оптимального использования его для перекачки раствора в соседний аппарат, трубопровода 6 с регулятором 7, подогревателем 8, самоиспарителей раствора 9 и внешнего источника пара 10.

Установка работает следующим образом.

Алюминатный раствор поступает в последний по ходу пара выпарной аппарат 1, в котором циркуляция раствора с образованием стекающей пленки по трубкам 5 осуществляется насосом 2 с трубопроводом 3. Пар при выпаривании раствора направляется в рядом стоящий сепаратор 4, а часть упаренного раствора от трубопровода 3 направляется противотоком по трубопроводу 6 с помощью автоматического регулятора 7 через подогреватель 8 в следующий выпарной аппарат 1 и так далее до выпарного аппарата, обогреваемого от внешнего источника 10. Установка регулятора 7 на отводящей трубе 6 исключает переточные насосы, не создает сопротивления циркуляции раствора и вместе с рядом установленным сепаратором 4 обеспечивает оптимальный максимально высокий уровень раствора в аппарате (ниже трубок на 1,5-2 м), исключающей расход электроэнергии на преодоление сопротивления регулятора и на подъем раствора на высоту сепаратора.

Высота греющих трубок в пределах 7-12 м выбирается в каждом случае для образования напора, необходимого для перекачки в следующий аппарат, при этом увеличение высоты греющих трубок не увеличивает расход электроэнергии на циркуляцию раствора, так как при этом сокращается число греющих трубок и соответственно количество циркулирующего раствора на равную поверхность нагрева аппарата. Упаренный раствор после выпарных аппаратов через ряд самоиспарителей 9 направляется на выщелачивание боксита.

Пар от внешнего источника 10 поступает в межтрубное пространство выпарного аппарата 1, вторичный пар от него - в следующий и так далее до последнего по ходу пара выпарного аппарата, из которого вторичный пар поступает в конденсатор, где и конденсируется.

Изобретение относится к производству глинозема, конкретно к установкам для выпаривания алюминатных растворов. Технической задачей изобретения является исключение расхода электроэнергии на регулирование уровня в выпарных аппаратах и подъем раствора на высоту сепаратора. Технический результат достигается тем, в противоточной выпарной установке, включающей подогреватели, выпарные аппараты, состоящие из кипятильника с сепаратором, с насосами и трубопроводами для циркуляции раствора, соединенные с рядом самоиспарителей, в каждом выпарном аппарате сепаратор установлен рядом с кипятильником и нижняя часть его соединена с нижней частью кипятильника, при этом высота кипятильника выбрана из расчета преодоления столбом находящейся в нем жидкости разницы давления между соседними выпарными аппаратами, а трубопровод для циркуляции раствора выпарного аппарата соединен с подогревателем последующего выпарного аппарата. Трубопроводы для циркуляции раствора каждого выпарного аппарата соединены с подогревателем последующего выпарного аппарата через регулятор уровня раствора в выпарном аппарате. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Противоточная выпарная установка, включающая подогреватели, выпарные аппараты, состоящие из кипятильника с сепаратором, с насосами и трубопроводами для циркуляции раствора, соединенные с рядом самоиспарителей, отличающаяся тем, что в каждом выпарном аппарате сепаратор установлен рядом с кипятильником и нижняя часть его соединена с нижней частью кипятильника, при этом высота кипятильника выбрана из расчета преодоления столбом находящейся в нем жидкости разницы давления между соседними выпарными аппаратами, а трубопровод для циркуляции раствора выпарного аппарата соединен с подогревателем последующего выпарного аппарата. 2. Противоточная выпарная установка по п. 1, отличающаяся тем, что трубопроводы для циркуляции раствора каждого выпарного аппарата соединены с подогревателем последующего выпарного аппарата через регулятор уровня раствора в выпарном аппарате.