Многоступенчатая выпарная установка Советский патент 1983 года по МПК B01D1/26 C02F1/02 C02F103/34 

Изобретение относится к упариванию растворов и может быть использовано в металлургической, химической и других отраслях промышленности. Известны многоступенчатые выпарные установки, которые экономичнее одноступенчатых, позволяют значительно снизить расход тепла на упаривание за счет многократного испол зования пара. В таких установках температура кипения раствора понижается от первого выпарного аппарата к последнему, при этом вторичный предыдущего выпарного аппарата используется в качестве греющего в последующем выпарном аппарате. Известна многоступенчатая выпарная установка, включающая последовательно соединенные по пару и раст вору выпарные аппараты, трубопроводы раствора и острого пара в вакуум конденсационное устройство, подключенное к последнему выпарному аппарату Ci D. Недостатком установки является большое потребление тепла в виде пара, наличие вакуум-конденсационного устройства, не исключающего потерь тепла выпара из последнего .выпарного аппарата и значительного расхода воды на конденсацию. Наиболее близкой к предлагаемой по Конструкции и достигаемому эффекту является многоступенчатая выпарНай установка, включающая последовательно установленные выпарные аппараты, соединенные между собой трубопроводами упариваемого раствора и греющего пара, абсорбер низкого давления, соединенный с выходом вторичного пара из последнего выпарного аппарата, перегреватель и регенератор абсорбента, входом соединенный с выходом перегревателя 23. Существенныгли недостатками извес ной установлен являются значительные эксплуатационные затраты, обусловлен ные использованием пара повышенных параметров, невозможность повышения потенциала выпара из последнего выпарного аппарата многоступенчатой выпарной установки по потенциала рабочего первичного пара. Цель изобретения - повышение экономичности за счет улучшения регенерации абсорбента. Поставленная цель достигается тем, что известная многоступенчатая, выпарная установка, включающая последовательно установленные выпарные аппараты, соединенные между собо трубопроводами упариваемого раствора и греющего пара, абсорбер низкого давления, соединенный с выходом вто ричного пара из последнего выпарного аппарата, перегреватель ирегенвратор абсорбента, входом соединенный с выходом перегревателя, снабжена абсорбером высокого давления, установленным на трубопроводе греющего пара между абсорбером низкого давления и первым выпарным аппаратом, а регенератор абсорбента своим выходом соединен с входом абсорбера низкого давления . На чертеже изображена технологическая скема выпарной установки. Многоступенчатая выпарная установка содержит ряд выпарных аппаратов 1, установленных последовательно и соединенных трубопроводами упариваемого раствора 2 и греющего пара 3, абсорбер 4 низкого давления (АНД, подключенный к выходу вторичного пара 5 из последнего выпарного аппарата, абсорбер б высокого .давления (АВД), установленный на линии пара между АНД 4 и первым выпарным аппаратом 1,перегреватель 7 и регенератор 8., соединенные последовательно тpyбoпpoвoдa ш абсорбента 9 и 10 между АВД 6 и АНД 4. Установка работает следующим образом. Исходный упариваемый раствор 2, например сток химводоочисток, подается в первый выпарный аппарат 1, в который поступает рабочий первичный пар 3. Частично упаренный раствор подается в следующий выпарной аппарат, в который в качестве рабочего пара поступает выпар из предыдущего выпарного аппарата. Происходит про- цесс упаривания с понижением по .ходу раствора температуры и давления в выпарных аппаратах. Упаривание до заданной концентрации заканчивается fe последнем выпарном аппарате, выпар 5 из которого поступает в АНД 4, где абсорбируется водным раствором абсорбента 10, например бромистого лития. За счет -теплоты абсорбции генерируется пар 11 более высокого потенциала и поступает в АВД б, в котором происходит аналогичный процесс на более высоком температурном уровне. Пар 12 из АВД с параметрами, равными параметрам первичного рабочего пара 3, поступает в первый выпарной аппарат 1 на упаривание исходного раствора 2. Раствор абсорбента 9 после:АВД б поступает на перегреватель 7, а затем укрепляется в регенетаторе 8 при последовательном ступенчатом вскипании к возвращается укрепленным в АНД 4. Теплота конденсации выпаров ступеней регенератора 8 передается бесконтактным способом охлажданяцей среде 13, Которая в виде горячей воды температурой 120+140°С подается в систему горячего водоснабжения или теплоснабжения. Регенерация абсорбента осуществляется вторичными тепловыми ;

энергоресурсами 14, в частности дымовыми газами температурой и выше.

Упариваемый раствор, например сточные воды химводоочистки, солесодержанием 20 г/л в количестве 30 упаривается в четырехступенчатой выпарной установке до солесодержания 250 г/л. Процесс упаривания в первом выпарном аппарате осуществляется при с подачей 6,0 Гкал/ч тепла первичного napk. Для каждого последующего выпарного аппарата греющим является выпар из предыдущего. Давление в выпарных

аппаратах соответственно равно 0,41; 0,26; 0,128; 0,028 МПа. Выпар из последнего выпарного аппарата составляет 6,7 т/ч с температурой . Путем термохимической трансформации это тепло возвращается в первый выпарной аппарат в виде пара температурой .

В известных установках для этого используется пар давлением 20-25 ата в предлагаемой установке - дымовые газы температурой

Исходные данные для расчета экомического эффекта и результаты расчета представлены в таблице.

МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ ВЬШАРНАЯ УСТАНОВКА, включающая последовательно установленные выпарные аппараты, соединенные между собой трубопроводами упариваемого раствора и греющего пара, абсорбер низкого давления, соединенный с выходом вторичного пара из последнего выпарного аппарата, перегреватель и регенератор абсорбента, входом соединенный с выходом перегревателя, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения экономичности за счет улучшения регенерации абсорбента, установка снабжена абсорбером высокого давления, установленным на трубопроводе гренвдего пара между .абсорбером низкого давления и пер. вым по ходу- процесса выпарным аппаратом, а регенератор абсорбен(Л та своим выходом соединен с входом абсорбента низкого давлес ния. 00 00

Упариваемый раствор, м /Ч

Шлпар из последнего выпарного аппарата, т/ч

Расход: тепла в виде пара,,

Гкал/ч . . .

Расход пара дымовых газов, HMV4.

выработка тепла, Гкал/ч

Работа установки/ ч/год

Экоко етческий эффект достигается за счет снижения расхода тепла от постоянного источника и увеличения выработки тепла и составит

30

6,7 2,44

202580 5,73 8760

400,5 тыс. руб/год. Установка эффективна также при использовании для регенерации адсорбента в термохимическом трансформаторе первичного тепла.